AgInZnS-GO水溶性量子點(diǎn)的制備及應(yīng)用.pdf

1、AgInS2量子點(diǎn)是一種新型的Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族半導(dǎo)體納米材料，具有可調(diào)的熒光和吸收光譜、較窄的發(fā)射光譜和熒光壽命較長等優(yōu)點(diǎn)，并且不含有毒性很大的鎘或鉛等重金屬元素，在生物光學(xué)成像、太陽能電池、光催化制氫等方面具有潛在的應(yīng)用前景。然而，目前Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2量子點(diǎn)一般都是在非極性的有機(jī)溶劑中合成的，得到油溶性量子點(diǎn)在水溶液中分散性很差，這限制了量子點(diǎn)在生物成像和生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。為了解決Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2量子點(diǎn)的恐水性，我們采用水溶性很好的氧化石墨

2、烯（GO）對Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2量子點(diǎn)進(jìn)行修飾改性，將油溶性Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2量子點(diǎn)轉(zhuǎn)相到水溶液中，這有利于Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2量子點(diǎn)在細(xì)胞標(biāo)記和生物體內(nèi)成像等領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本文主要研究了AgInZnS(AIZS)量子點(diǎn)的性能、AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)的性能以及AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)的應(yīng)用。通過結(jié)果發(fā)現(xiàn)，AIZS和AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)的光學(xué)特性幾乎沒有發(fā)生變化，并且對AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)進(jìn)行了生物應(yīng)用和光催化制氫應(yīng)用的研究。本論文

3、的主要研究成果如下：
　?。?）AIZS量子點(diǎn)的制備及性能分析。通過熱注入法制備了AIZS量子點(diǎn)，研究了不同反應(yīng)溫度對量子點(diǎn)粒徑大小的影響。通過熒光光譜和吸收光譜分析表明，隨著反應(yīng)溫度的增加，AIZS量子點(diǎn)的尺寸減小，在可見光范圍內(nèi)熒光和吸收光譜發(fā)生藍(lán)移；通過TEM掃描電鏡和XRD衍射分析了量子點(diǎn)的形貌和結(jié)構(gòu)，從結(jié)果可以看出量子點(diǎn)的尺寸大小分布較為均勻，且晶格結(jié)構(gòu)很明顯。因此，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明成功地制備出了無鎘的四元AIZS量子點(diǎn)，這

4、有利于它的生物成像和光催化應(yīng)用。
　　（2）AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)的制備及性能分析。通過微乳液法將油溶性AIZS量子點(diǎn)組裝到水溶性的GO上，得到水溶性AIZS-GO量子點(diǎn)。相比之下，我們發(fā)現(xiàn)AIZS和AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)的發(fā)射波長幾乎沒有發(fā)生偏移，且其晶體結(jié)構(gòu)也沒發(fā)生變化，這為其生物成像和光催化分解水的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　?。?）AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)的生物應(yīng)用研究，包括細(xì)胞成像和體內(nèi)活體成像。通過量子點(diǎn)

5、標(biāo)記SK-BR-3細(xì)胞，在熒光顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)其熒光強(qiáng)度幾乎沒有減弱。通過MTT法探討了量子點(diǎn)對SK-BR-3細(xì)胞毒性作用，并采用流式細(xì)胞分析法分析了不同濃度量子點(diǎn)標(biāo)記細(xì)胞后的細(xì)胞活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每組實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞活性都較高，且沒有隨著量子點(diǎn)濃度的增加而發(fā)生明顯的變化，這說明量子點(diǎn)對細(xì)胞的損害非常小。另外，我們通過尾靜脈注射的方式給成瘤裸鼠體內(nèi)注射了AIZS-GO量子點(diǎn)，而且能在長時(shí)間內(nèi)觀察到很強(qiáng)的熒光廣泛分布于成瘤裸鼠體內(nèi)，其各個(gè)器官也能觀

6、察到很強(qiáng)的熒光成像。因此，通過細(xì)胞成像和活體成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表明了AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)具有很好的光學(xué)穩(wěn)定性、生物相容性和極低的毒性。
　?。?）AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)的光催化制氫應(yīng)用研究。通過ICP分析測試了量子點(diǎn)的濃度，采用氣相色譜儀測試了量子點(diǎn)的光催化制氫產(chǎn)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AIZS-GO水溶性量子點(diǎn)具有在可見光范圍內(nèi)吸收太陽光的性質(zhì)，以及它獨(dú)特的半導(dǎo)體性質(zhì)和綠色無毒的優(yōu)點(diǎn)，這有利于量子點(diǎn)在光催化制氫領(lǐng)域的應(yīng)用。