水溶性CdSe-CdS核-殼型量子點(diǎn)的制備及其測定痕量Hg2+.pdf

1、量子點(diǎn)是一種三維受限的半導(dǎo)體納米晶,由少量的原子構(gòu)成,有時也被稱為“人造原子”,其內(nèi)部電子在各個方向的運(yùn)動都受到局限,所以其量子限域效應(yīng)特別明顯,其獨(dú)特的物理、光化學(xué)性質(zhì)使其擁有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,其特殊而優(yōu)良的熒光性質(zhì)使得它在生物學(xué)、測定離子等方面有廣闊的應(yīng)用,研究的領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生命科學(xué)等多學(xué)科,是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男滦筒牧稀Ｓ绕湓诃h(huán)境科學(xué)研究方面,為污染物的檢測及元素的分析研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。其中,又較多的以研究量子點(diǎn)C

2、dE(E=S,Se,Te)及合成以CdE為核的核殼型量子點(diǎn)為研究熱點(diǎn)。與在有機(jī)相中合成量子點(diǎn)相比,在水相中合成量子點(diǎn)的方法簡便、溫和、環(huán)保、成本低廉,量子點(diǎn)產(chǎn)物有較高的穩(wěn)定性和量子熒光產(chǎn)率。
　　 基于此,本研究論文的主要工作是以CdSe量子點(diǎn)為基礎(chǔ)合成水溶性的量子點(diǎn),并主要從三個方面探討和研究:
　　 (1)在水溶液中制備合成CdSe量子點(diǎn)。制備水溶性CdSe量子點(diǎn)分為制備前軀體和制備CdSe兩步進(jìn)行,在制備前軀體時,

3、針對用亞硫酸鈉還原單質(zhì)Se粉時,反應(yīng)需要較長的時間,本文提出采用以Se粉與還原劑KBH4反應(yīng)制備KHSe前軀體溶液,大概需要半小時,時間大大縮短；在制備CdSe量子點(diǎn)時,用無機(jī)氯化鎘提供鎘源,以L-半胱氨酸進(jìn)行修飾。該種制備CdSe量子點(diǎn)的方法簡單、操作容易,產(chǎn)物CdSe量子點(diǎn)的熒光性質(zhì)良好,分散性較好。采用原子熒光、紫外吸收、透射電鏡等手段對CdSe量子點(diǎn)進(jìn)行了表征。但需要特別注意的是,在制備CdSe量子點(diǎn)溶液以及制備前軀體時,需要嚴(yán)

4、格的將反應(yīng)控制在無氧條件下進(jìn)行,否則存在的氧氣會氧化CdSe、氧化前軀體,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　 (2)CdSe/CdS核/殼型量子點(diǎn)的制備。在制備的CdSe量子點(diǎn)的基礎(chǔ)上,再合成新型的CdSe/CdS核/殼型量子點(diǎn)。CdSe/CdS核殼量子點(diǎn)比單核CdSe量子點(diǎn)穩(wěn)定,熒光強(qiáng)度也優(yōu)于單核量子點(diǎn)。通過原子熒光譜、紫外吸收光譜、透射電鏡等幾種方式對CdSe/CdS核殼量子點(diǎn)進(jìn)行表征。本實(shí)驗(yàn)制備的CdSe/CdS核殼量子點(diǎn)的粒徑約為6n

5、m,比單核CdSe量子點(diǎn)的粒徑稍大,且與單核CdSe量子點(diǎn)相比紫外吸收峰、熒光發(fā)射峰均發(fā)生了紅移。
　　 (3)CdSe/CdS核/殼型量子點(diǎn)用于測定痕量Hg2+離子。用上述合成的CdSe/CdS核殼量子點(diǎn)作為熒光探針用于金屬汞離子的測定,測定結(jié)果表現(xiàn)為量子點(diǎn)熒光猝滅,建立了熒光猝滅測定痕量Hg2+離子的新方法,并闡述了量子點(diǎn)熒光猝滅的機(jī)理。用此種方法測定痕量Hg2+離子時,當(dāng)離子濃度在1.0×10-6-2.5×10-7mol/

6、L時,Hg2+離子的濃度與體系的相對熒光強(qiáng)度(F0/F)有良好的線性關(guān)系,線性方程為F0/F=-1.55+0.875c(c的單位:mol/L),線性相關(guān)系數(shù)r為0.9982,檢出限是5.1×10-8mol/L,約為0.1μg/L。本實(shí)驗(yàn)為定量測定Hg2+離子提供了一種新的方法,與其他測定汞離子的方法相比,該種方法簡單、快速、實(shí)驗(yàn)成本低、靈敏度較高,所需的儀器一般實(shí)驗(yàn)室都有配置,不需要使用大型的、昂貴的儀器設(shè)備。但是由于實(shí)驗(yàn)條件有限,實(shí)驗(yàn)