CuInS2/ZnS核壳结构量子点的水相制备与性能研究

因不含Cd、Pb、Te等有毒元素, 且具有在可见光至近红外光波段可调的发光性能, 铜铟硫(CuInS₂)量子点作为一种新型的I-III-VI型三元半导体材料, 广泛应用于分析检测和生物成像等领域。本研究采用一种低毒低温的方法快速合成CuInS₂量子点及其ZnS核壳结构量子点, 不仅利用ZnS带隙较宽且表面缺陷少的特点, 弥补了CuInS₂量子点的劣势, 提高了CuInS₂量子点的发光性能; 同时由于低毒性ZnS壳层的包覆, 进一步降低生物毒性。当Cu∶In摩尔比为1∶1时, CuInS₂量子点于530 nm处出现明显的发射峰, 且随着In含量的增加, 发光峰逐渐红移。包覆ZnS壳层后, CuInS₂量子点的发光强度明显增大, 且谱峰明显红移。当Cu∶Zn比为1∶1, 回流时间为45 min时, 合成的CuInS₂/ZnS量子点发光性能最优。该合成方法节省能源、生产效率高、绿色环保, 具有较大的应用前景。     

核壳结构CdS：Mn/ZnS纳米晶的制备与光学性能研究

以3-巯基丙酸为稳定剂,采用共沉淀法在水相中合成了CdS∶Mn掺杂纳米晶,然后进一步将ZnS包覆于CdS∶Mn纳米晶表面,制备了CdS∶Mn/ZnS核壳结构纳米晶。利用X射线衍射（XRD）,透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）对纳米晶的结构、形貌和光学性质进行了表征,发现制备的纳米晶具有优秀的单分散性,确认合成了CdS∶Mn/ZnS核壳结构纳米晶。通过荧光光谱（PL）研究了纳米晶的发光性质和光稳定性,结果表明包覆壳层后纳米晶的发光强度显著提高,最高可达8倍,且Mn2＋离子的发光峰峰位置随着ZnS壳层数的增加而红移。此外,核壳纳米晶的光稳定性大大提高。     

水相制备CdSe量子点及其ZnS核壳结构量子点

因具有较宽的可调控发光范围,CdSe量子点及其ZnS核壳结构量子点受到了研究者们的普遍关注。采用水相回流法合成了CdSe量子点及其ZnS核壳结构量子点,并结合透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)对样品进行表征。TEM结果表明,合成的量子点粒径分布较宽且结晶度较高;从XRD分析结果可以看出,CdSe量子点为闪锌矿结构,沿着晶面向外生长ZnS壳层后,谱峰向高角度偏移;从UV-Vis和PL分析结果可以看出,CdSe量子点于500 nm处出现吸收肩峰,于644 nm处出现半高宽较宽的缺陷发光峰;随着反应时间的延长,于577 nm处出现本征发光峰。包覆了ZnS壳层后,量子点不仅发光强度明显增大,而且稳定性显著提高。该合成方法节能环保、生产效率高,具有较大的应用空间。     

CdSe与CdSe/ZnS量子点合成及稀土掺杂

在LSS(liquid-solid-solution)多相体系中制得了CdSe、CdSe/ZnS量子点和Eu掺杂的量子点。利用TEM、XRD、PL、EDS对产物进行了表征。TEM结果显示所得的量子点形貌规则、尺寸均匀。XRD结果显示CdSe/ZnS量子点呈六方晶系。PL结果对比表明,合适厚度壳层ZnS包覆后的CdSe量子点发光效率明显提高,发光峰的半高宽有大幅度提高,并分析了所得的结果。掺杂稀土元素Eu后,CdSe(Eu)量子点在红光区域产生了新的发光峰;而CdSe(Eu)/ZnS量子点在红光区域内没有出现发光峰,并阐明了这种现象的原因。     

Co2+掺杂水溶性ZnS量子点的制备及其光致发光性能

采用共沉淀法,以3-巯基丙酸为表面修饰剂,成功制备出Co2+掺杂水溶性ZnS量子点。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、原子发射光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪和荧光分光光度计等,研究了Co2+掺杂剂及掺杂量对ZnS量子点的晶体结构、形貌和发光性能等的影响。结果表明:所得产物均为ZnS立方型闪锌矿结构,量子点呈不规则球形,粒径主要集中在5.2 nm左右;掺杂样品发红色荧光,发光性能明显增强,属于Co2+形成的杂质能级(4A1—4T1)与缺陷的复合发光。同时,利用红外吸收光谱对Co2+掺杂水溶性ZnS量子点的形成机理进行了初步探讨。     

CdSe:X/ZnS掺杂型核壳量子点的化学合成及光谱性质研究

采用绿色合成工艺,通过在核壳量子点中掺杂不同的金属离子,在水溶液中合成了CdSe∶X/ZnS掺杂型核壳量子点。并利用多种分析测试手段对合成产物的结构以及光谱性质进行了详细地研究。XRD分析表明,核壳结构的量子点的衍射峰相对内层CdSe量子点向高角度方向移动,掺杂型核壳量子点的衍射峰较未掺杂量子点有向高角度移动趋势,合成量子点的平均晶粒尺寸约为2.3nm。SEM结果表明,合成的核壳量子点近似为球形。量子点的吸收峰与体材料相比,产生明显的蓝移,表现出明显的量子限域效应。样品具有很好的亲水性,在红外光线照射下出现丁达尔效应,样品的FT-IR结果表明配体MPA成功包覆在量子点的表面。     

水溶性ZnS量子点的共沉淀法制备、 表征及其光学性能

以硫化钠和乙酸锌为反应物,3-巯基丙酸为表面包覆剂,利用共沉淀法制备了水溶性ZnS量子点。并采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和荧光分光光度计等对样品的结构、形貌、粒径和光学性能进行了表征。结果表明:所得样品为ZnS立方型闪锌矿结构,量子点的形状呈不规则球形,粒径主要集中在4.8nm左右;样品在585～590nm之间出现了黄色荧光发射波峰。同时,利用红外光谱对ZnS量子点的合成机理进行了初步分析。     

中空CdS/ZnS纳米核壳材料的制备及其光催化性能探究

采用化学浴法制备聚苯乙烯(PS)/CdS纳米核壳材料,在超声波的作用下采用化学浴法制备PS/CdS/ZnS纳米核壳材料,最后溶液刻蚀除去中心模板,得到中空的CdS/ZnS核壳材料。利用SEM、TEM、EDX、XRD和UV-Vis等测试手段对样品的形貌、成分、粒度、微观结构和吸光度等进行了表征。结果表明:该方法制备的CdS/ZnS纳米材料具有空心双壳层结构,颗粒大小均匀,内壳层厚度为85~100nm,外壳层厚度约为40nm,在可见光下具有良好的稳定催化效能,能够多次回收循环利用。     

核壳结构型ZnS包覆ZnS：Cu的合成及其发光性能研究

利用液相化学方法并添加有机表面活性剂合成了ZnS：Cu／ZnS核壳结构,X射线衍射表明,所合成的ZnS具有闪锌矿结构,随着ZnS包覆量的增加,核壳结构尺寸增大并在紫外-可见光谱图中的吸收峰出现红移,荧光光谱中,该纳米材料在510nm处出现荧光发射峰,主要是由于Cu2＋在t2能级上的复合跃迁。作为表面钝化层,ZnS的包覆有效地降低了晶体中Cu2＋的无辐射复合,并明显改善了znS：Cu的发光强度和发光寿命。     

核壳结构CdS/ZnS荧光量子点的制备与荧光性能研究

以氧化镉为镉源、硫单质为硫源、油酸为配体、在十八烯体系中合成单分散的CdS纳米颗粒,研究了配体浓度对纳米微粒的生长动力学、颗粒尺寸分布的影响.采用乙基黄原酸锌作为Zn、S源的反应前体,采用逐滴滴加的方法制备了具有核壳结构的CdS/ZnS量子点,吸收光谱和荧光光谱表明CdS/ZnS纳米粒子比单一的CdS纳米粒子具有更优异的发光特性.透射电子显微镜、X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、选区电子衍射证明ZnS在CdS表面进行了有效包覆.所制备核壳结构纳米粒子具有较好的尺寸分布,荧光发射峰半高峰宽为18～20nm,荧光量子产率达40%.     

Mn~(2+)掺杂水溶性ZnS量子点的制备及其光致发光性能

采用共沉淀法,在3-巯基丙酸(MPA)为表面修饰剂下,成功制备出Mn2+掺杂水溶性ZnS量子点。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱仪和荧光分光光度计等表征方法研究了Mn2+掺杂剂及掺杂量对ZnS量子点的晶体结构、形貌和发光性能等的影响。结果表明,所得产物为ZnS立方型闪锌矿结构,样品呈不规则球形,粒径主要集中在9.7nm左右;在320nm激发下,Mn2+掺杂ZnS量子点出现两个发射波峰,分别位于587和637nm处,其中587nm处的发射波峰为ZnS表面态缺陷发光,而637nm处的发射波峰则属于Mn2+∶4T1-6A1能级特征发光。同时,利用红外吸收光谱对Mn2+掺杂水溶性ZnS量子点的形成机理进行了初步探讨。     

聚合物-CdSe/ZnS量子点复合薄膜的制备及其荧光性能研究

以两性齐聚物(聚马来酸十六醇酯,PMAH)为修饰剂,利用相转移的方法将油溶性的CdSe/ZnS量子点转移至水中,制备出高量子产率、高稳定性的水溶性CdSe/ZnS荧光量子点.随后将PMAH修饰的水溶性量子点分散到聚丙烯酸(PAA)乳液中,采用旋转涂膜的方法制备了透明的聚合物-CdSe/ZnS量子点复合薄膜,在紫外灯的照射下薄膜发出明亮的红色光.利用XPS对复合薄膜的表面结构进行了表征.随后对膜的光致发光性能和薄膜在黑暗的环境中对紫外光的耐受性进行了系统的研究,发现复合薄膜的荧光强度随着薄膜厚度和薄膜中纳米晶浓度的增加而线性增强,薄膜在紫外光照射800h后仍然保持了很高的荧光强度,量子产率仅仅损失了5%。     

微波辅助快速合成水溶性CdTe/CdSe核壳量子点

以巯基乙酸(TGA)作为稳定剂,用微波辅助法快速合成了水溶性CdTe/CdSe核壳量子点.比较了传统水热法和微波辅助法制备的量子点性能,研究了加热温度、反应物配比及CdTe量子点浓度对CdTe/CdSe核壳量子点的性能影响.研究结果表明,核壳结构的CdTe/CdSe量子点比单一的CdTe量子点具有更优异的光致发光强度和...     

ZnS包覆TiO_2/CdS纳米结构的光电化学性能研究

采用水热法将CdS量子点沉积在TiO2纳米棒阵列上,在CdS量子点外表面包覆ZnS纳米层。经过ZnS纳米层包覆后,TiO2/CdS电极对可见光的吸收强度没有改变。光电化学测试结果表明,ZnS纳米层包覆可以极大提高TiO2/CdS量子点敏化太阳能电池的光电转化效率。原因分析是ZnS纳米层可以抑制电子-空穴对的重组。     

CuInS2量子点敏化太阳能电池材料的研究进展

CuInS_2量子点因低毒、良好的光电性能和热电稳定性而成为量子点敏化太阳能电池(QDSSC)极具前景的量子点敏化剂。首先简单介绍了CuInS_2量子点材料的光电性质和QDSSC中CuInS_2量子点的合成,然后重点总结了CuInS_2量子点敏化电极的制备及各电池材料对QDSSC性能的影响,最后指出了该电池目前存在的问题以及对未来的展望。     

硫化锌基力致发光粉体的制备及其发光性能探究

通过对ZnS中Cu的掺杂浓度、反应温度以及退火方式进行调控，得到最佳制备工艺参数(Cu掺杂浓度为0.15%,煅烧温度为1150℃,采用骤冷方式退火)。之后，采用非均匀成核法对高温制备出的ZnS∶Cu力致发光粉表面包覆Al₂O₃,选用Al₂(SO₄)₃溶液作为包覆原料，与ZnS∶Cu力致发光粉在水系条件下进行反应，得到具有最佳力致发光的包覆量(15%)。各种粉体的力致发光表征是通过与PDMS复合制备成弹性体测得。经过以上实验，最终得到力致发光效果最佳的ZnS∶Cu@Al₂O₃粉体。     

CdSe胶质量子点的电致发光特性研究

采用胶体化学法合成硒化镉(CdSe)胶质量子点, 在此基础上制成了以CdSe胶质量子点为有源层, 结构为ITO/ZnS/CdSe/ZnS/Al的电致发光(EL)器件. 透射电镜测量表明量子点的尺寸为4.3 nm, 扫描电子显微镜测量ZnS薄膜和Al薄膜结果显示表面均较为平整, 由器件结构的X射线衍射分析观察到了CdSe(111)、ZnS(111)等晶面的衍射, 表明器件中包含了CdSe量子点和ZnS绝缘层材料. 光致发光谱表征胶质量子点的室温发光峰位于614 nm, 电致发光测量得到器件在室温下的发光波长位于450 ~ 850 nm, 峰值在800 nm附近. 本文对电致发光机制及其与光致发光谱的区别进行了讨论.     

两种发光中心掺杂的ZnS纳米微晶研究

利用Na₂S溶液沉淀法制得了Mn²⁺及Cu²⁺掺杂的ZnS纳米微晶．用X射线衍射测定了微晶的结构及计算了晶粒尺寸．分析了量子尺寸效应造成的光学特性的变化．讨论了ZnS纳米微晶中不同类型发光中心的不同发光行为．     

ZnS包覆 SiO2核壳和空腔结构纳米球制备研究

ZnS包覆SiO2三维核壳结构或空腔结构纳米球可用于光子晶体的组装.本实验采用层层自组装法,利用二氧化硅模板表面的静电作用吸附纳米晶粒子,生成纳米晶包覆层,制备核壳结构的SiO2@ZnS和SiO2@ZnS：Mn^2＋纳米球.控制氢氟酸对二氧化硅的蚀刻程度,制备了空腔型硫化锌纳米球.采用XRD、UV、PL、TEM、SEM、AFM等测试手段对核壳结构和空腔型硫化锌纳米球进行了表征.结果表明ZnS纳米晶包覆SiO2后,在其表面形成了包裹紧密、形貌规整、粒径均一的ZnS壳层;经5%氢氟酸蚀刻得到的空腔纳米球结构完好、厚度均匀.     

基于pH响应性和微流道技术制备量子点/壳聚糖复合微球

首先采用一步法在水体系中合成水性ZnS量子点,再将ZnS量子点与壳聚糖溶液进行复合,然后利用壳聚糖的pH响应性和气液微流道技术制备了ZnS量子点/壳聚糖复合微球。测试结果表明制备的ZnS量子点大小较均一,该量子点与壳聚糖的复合液具有明显的蓝色荧光。利用壳聚糖的pH响应性可以采用碱性溶液作为接收液形成量子点/壳聚糖复合微球,同时可以通过调节气体流速来控制微球的大小。该复合微球具有pH响应性,并在酸性条件下能够溶解,得到的复合液仍具有蓝色荧光,因此该复合微球在生物标记、控制释放和药物输送等领域具有潜在的用途。