共振瑞利散射、熒光和紫外-可見吸收光譜研究染料分子在單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精包被的CdTe量子點(diǎn)表面的吸附行為.pdf

1、近年來，量子點(diǎn)由于其特殊的光學(xué)和電學(xué)特性，引起了人們的廣泛關(guān)注。通過光活性染料分子對量子點(diǎn)的表面修飾可以增強(qiáng)量子點(diǎn)的光物理特性，使得這種雜化的納米材料在太陽能轉(zhuǎn)化、光學(xué)裝置、生物監(jiān)測及成像方面顯示出了極大的應(yīng)用前景。而這種雜化納米材料的構(gòu)建，需要在分子水平上了解染料分子與量子點(diǎn)的相互作用及其在量子點(diǎn)表面的吸附形態(tài)。然而，目前這方面的研究還很少。
　　 本文利用熒光光譜、紫外-可見吸收光譜、共振瑞利散射(RRS)光譜并結(jié)合透射電鏡

2、及量子化學(xué)的計(jì)算方法從分子水平研究了中性紅、亞甲基藍(lán)/亞甲基綠、孔雀石綠/結(jié)晶紫三類染料分子在單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精包被的CdTe量子點(diǎn)表面的吸附行為，并探討了反應(yīng)機(jī)理、提出了相應(yīng)的反應(yīng)模型。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精包被的CdTe量子點(diǎn)熒光的可逆調(diào)控。主要研究體系如下：
　　 1.單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精包被的CdTe量子點(diǎn)的合成及其與中性紅的相互作用研究以巰基乙酸(TGA)和單-(6-巰基)-β-

3、環(huán)糊精(mono-6-thio-β-CD)作混合穩(wěn)定劑，通過優(yōu)化TGA/mono-6-thio-β-CD比例及回流時間，合成了粒徑分布均勻、熒光量子產(chǎn)率高達(dá)81.3％的mono-6-thio-β-CD包被的CdTe量子點(diǎn)(QDs)，建立了一種在水相中直接合成β-CD包被的CdTe QDs的新方法。利用熒光光譜、紫外-可見吸收光譜、共振瑞利散射(RRS)光譜研究了mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs與中性紅的相互作用。通過比

4、較TGA-CdTe QDs和mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs與中性紅的相互作用，結(jié)合透射電子顯微鏡(TEM)對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了討論并提出了相應(yīng)的反應(yīng)模型。在pH 6.1的BR緩沖溶液中，當(dāng)中性紅濃度為7.5×10-6mol/L時，中性紅的離子型體HNR+和分子型體NR分別與mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs表面的-SCH2COO-和mono-6-thio-β-CD結(jié)合達(dá)飽和，當(dāng)中性紅濃度大于7.5×10-

5、6mol/L時，中性紅開始在mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs表面聚集，導(dǎo)致mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs粒徑增大、熒光急劇猝滅、RRS顯著增強(qiáng)。
　　 2.單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精包被的CdTe量子點(diǎn)與亞甲基藍(lán)和亞甲基綠的相互作用及其熒光的可逆調(diào)控以巰基乙酸(TGA)和單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精(mono-6-thio-β-CD)作混合穩(wěn)定劑，合成了mono-6-thio-β-CD包被

6、的CdTe量子點(diǎn)(QDs)。利用熒光光譜、紫外-可見吸收光譜、共振瑞利散射(RRS)光譜研究了mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs與亞甲基藍(lán)(MB)/亞甲基綠(MG)的相互作用。通過比較TGA-CdTe QDs和mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs與MB/MG的相互作用，結(jié)合透射電子顯微鏡(TEM)對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了討論并提出了相應(yīng)的反應(yīng)模型。在pH 7.0的磷酸鹽緩沖溶液中，MB/MG以分子單體與mono-6

7、-thio-β-CD-CdTe QDs結(jié)合，從而導(dǎo)致mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs導(dǎo)帶激發(fā)態(tài)電子轉(zhuǎn)移到基態(tài)MB/MG上，使mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs熒光猝滅。MB主要與mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs表面的β-CD結(jié)合，而MG主要與mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs表面的-SCH2COO-結(jié)合。向反應(yīng)體系中加入hsDNA，hsDNA使MB/MG從mono-6-

8、thio-β-CD-CdTe QDs表面脫落，導(dǎo)致mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs激發(fā)態(tài)電子到MB/MG的轉(zhuǎn)移過程受到抑制，mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs熒光恢復(fù)。實(shí)現(xiàn)了mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs熒光的可逆調(diào)控。
　　 3.單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精包被的CdTe量子點(diǎn)與孔雀石綠和結(jié)晶紫的相互作用研究以巰基乙酸(TGA)和單-(6-巰基)-β-環(huán)糊精(mono-6-

9、thio-β-CD)作混合穩(wěn)定劑，合成了mono-6-thio-β-CD包被的CdTe量子點(diǎn)(QDs)，利用熒光光譜、紫外-可見吸收光譜、共振瑞利散射(RRS)光譜研究了mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs與孔雀石綠(MG)/結(jié)晶紫(CV)的相互作用。通過比較TGA-CdTe QDs和mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs與MG/CV的相互作用，結(jié)合透射電子顯微鏡(TEM)對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了討論并提出了相應(yīng)的反應(yīng)

10、模型。在pH 7.4的磷酸鹽緩沖溶液中，CV/MG以分子單體與mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs結(jié)合，從而導(dǎo)致mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs導(dǎo)帶激發(fā)態(tài)電子轉(zhuǎn)移到基態(tài)MB/MG上，使mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs熒光猝滅。MG與mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs的結(jié)合方式不同于CV，導(dǎo)致MG對mono-6-thio-β-CD-CdTe QDs熒光猝滅常數(shù)遠(yuǎn)大于CV，同