CdTe量子點(diǎn)復(fù)合材料的制備及其熒光性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體量子點(diǎn)是一類尺寸小于10nm的納米晶，由于具有顯著的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等而使其具有比傳統(tǒng)有機(jī)染料更優(yōu)異的光學(xué)特性，在生物標(biāo)記、離子檢測、光電器件等方面應(yīng)用廣泛。水相法合成量子點(diǎn)方法簡單，毒性低，更經(jīng)濟(jì)。目前利用量子點(diǎn)對金屬離子靈敏的熒光猝滅響應(yīng)，可將其作為離子探針檢測水溶液中的金屬離子。純量子點(diǎn)粉體的本征熱不穩(wěn)定性極大的限制了其在固體材料中的應(yīng)用，本論文采用靜電組裝法和離子交換原位合成法將CdTe量子點(diǎn)引入層狀材料麥羥硅鈉石(

2、MD)中，得到性能優(yōu)異的CdTe/MD復(fù)合熒光粉體，進(jìn)一步通過熱熔共混的方法將其與聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)高分子材料復(fù)合，得到具有優(yōu)異熒光特性的高分子復(fù)合材料。另外，采用靜電紡絲法、原位聚合法，溶劑熱蒸發(fā)法將合成的CdTe量子點(diǎn)復(fù)合到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基體中，系統(tǒng)研究了不同工藝條件對CdTe/PMMA復(fù)合材料熒光性能的影響。研究結(jié)果如下:
　　1.采用水相回流法合成了L-半胱氨酸修飾的CdTe量子點(diǎn)，粒徑為2～4n

3、m，可作為熒光探針檢測水溶液中的Cu2+濃度，線性范圍為400～4000nmol/L，檢測限為85nmol/L。對模擬水樣中Cu2+的測定值與實(shí)際加入值基本吻合。
　　2.采用靜電組裝法和離子交換原位合成法均能成功將CdTe量子點(diǎn)引入MD層間制備出CdTe/MD復(fù)合物熒光粉體。MD層板的限域保護(hù)作用有效地抑制了CdTe量子點(diǎn)的團(tuán)聚，使其在粉體狀態(tài)仍表現(xiàn)出優(yōu)異的熒光性能和較好的熱穩(wěn)定性:
　　(1)采用靜電組裝法，當(dāng)以最大發(fā)射

4、波長λem(max)為550nm左右的CdTe量子點(diǎn)為母液，物料比為V(CdTe)/m(MD)=50mL/0.5g時，得到的CdTe/MD復(fù)合材料熒光強(qiáng)度最強(qiáng)，其耐熱性也最佳。HRTEM表明CdTe量子點(diǎn)很好地分散于MD基質(zhì)中，不發(fā)生團(tuán)聚，XRD結(jié)果表明量子點(diǎn)的存在不影響MD的主體層板結(jié)構(gòu)。
　　(2)采用離子交換原位合成法，當(dāng)回流時間為5min～24h，復(fù)合材料的最大發(fā)射波長λem(max)可在501～557nm范圍內(nèi)調(diào)諧，當(dāng)回

5、流時間為30min時，熒光最強(qiáng)。
　　(3)將CdTe/MD復(fù)合材料粉體進(jìn)一步添加到聚乙烯、聚丙烯的熱塑中，得到CdTe/MD-PE，CdTe/MD-PP復(fù)合材料，材料熒光顏色可在黃色、橙黃色、橙紅色間調(diào)諧。
　　3.采用靜電紡絲法制得CdTe/PMMA復(fù)合纖維，其直徑為2～3μm，且表面分布有直徑為100nm左右的孔，具有與初始量子點(diǎn)溶液基本相同的最大發(fā)射波長λem(max)。采用溶劑熱蒸發(fā)法制備出CdTe含量在2.12～

6、6.10wt％的透明CdTe/PMMA熒光復(fù)合薄膜，其中6.10 wt％CdTe/PMMA復(fù)合物膜的熒光強(qiáng)度最大。TEM表明，CdTe量子點(diǎn)能均勻地分散于PMMA中;熒光分析和熒光壽命測試表明，與純的量子點(diǎn)粉體相比， PMMA基質(zhì)中CdTe量子點(diǎn)的熒光性能和光穩(wěn)定性均有很大的提高。熱重分析表明，CdTe量子點(diǎn)的存在對PMMA的熱穩(wěn)定性有所提高。當(dāng)改變CdTe量子點(diǎn)的最大發(fā)射波長λem(max)為539 nm，555 nm，566 nm和