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。     

石墨烯量子点的制备及在生物传感器中的应用研究进展

石墨烯是由一层碳原子以sp~2杂化轨道按蜂巢晶格排列构成的二维碳纳米材料,由于其超大的平面共轭结构,石墨烯中的π电子具有显著的离域效应。石墨烯具有许多令人惊奇的电子或电学性质,比如室温量子霍尔效应、自选传输性质、极高的载流子迁移率和超低的电阻率以及优异的光学性质和力学性质。然而,与其他绝大多数二维材料不同,较大二维尺寸的石墨烯还具有零带隙的半金属材料特性,限制了石墨烯在光电器件和半导体等领域的应用。因此,如何打开石墨烯的带隙,将其从半金属材料转变为半导体材料,引起了人们的广泛兴趣。目前,已知打开石墨烯带隙的方法主要有两种:一种是对石墨烯进行化学掺杂以破坏其π电子共轭体系;另外一种是基于量子效应,将石墨烯切割成纳米带、纳米筛或量子点。石墨烯量子点(GQDs)是二维平面尺寸小于100 nm的石墨烯片段,因其具有量子限域效应和边界效应而呈现出特殊的物理化学性质,是一种具有带隙的半导体材料。与传统半导体量子点相比,GQDs具有毒性低、水溶性好、化学活性低、生物相容性好以及荧光性质稳定等突出优点。此外,GQDs具有单原子层平面共轭结构和较大的比表面积,同时表面的含氧基团可以为外来分子与之结合提供活性位点,在太阳能电池、光电子器件、生物医药等领域具有广泛的应用前景。GQDs的制备方法主要分为自上而下和自下而上两种方法。自上而下法主要包括强酸氧化法,水热/溶剂热法,电化学氧化法等。该方法的优点是原料来源丰富、制备过程相对简单,制备所得的GQDs表面含有丰富的含氧基团,具有良好的水溶性,易于表面功能化。自下而上方法主要分为可控有机合成和碳化反应。前者可以制备出具有精确碳原子数、大小和形状均一的GQDs,但是制备过程复杂繁琐、反应耗时长且产率较低,而后者所制备的GQDs,其尺寸和结构难以控制,产物具有多分散性。本文全面介绍了石墨烯量子点的各种制备方法,对这些方法的特点进行了评论,同时对重要或新颖方法的反应机理进行了阐述,并且重点介绍了GQDs在生物传感器方面的应用,最后对GQDs的未来研究和发展前景进行了展望。     

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。     

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。     

石墨烯量子点的制备及其生物应用

石墨烯量子点(GQDs)作为石墨烯材料的衍生物, 在兼顾了石墨烯优良特性的同时, 又依靠量子限域效应和边界效应而具备了光致发光(PL)等石墨烯所不具备的性质, 而且在细胞毒性、生物相容性等方面也有更好的表现。近年来, GQDs的制备方法日趋多样化, 通常将其分为Top-down和Bottom-up两种方法。随着GQDs在生物医学领域应用的不断深化, 对其形貌和尺寸控制也提出了更高的要求, 因此本文对Bottom-up法等一些有希望精确控制GQDs形貌和尺寸的方法进行了重点介绍, 并对各种方法的优缺点进行了对比。目前GQDs的生物应用主要包括生物成像、生物传感器、药物输运和抗菌剂等, 本文对其各种应用分别进行了介绍, 并结合各种应用对GQDs的要求给出了制备方法的建议。文章最后还指出了GQDs研究中存在的问题及发展方向。     

荧光碳量子点的制备及其在生物医用领域的研究进展

近年来,碳量子点(CQDs)因具有尺寸可控、易于修饰、低毒性、优异的水溶性及生物相容性等优点吸引了生物医学领域科学家的广泛关注。重点综述了CQDs的制备方法、表面修饰及在生物医用领域的最新进展,总结和展望了CQDs在未来制备中需要解决的问题和研究方向。     

稀磁掺杂MnxGe1-x量子点的制备及应用

作为一种新兴的稀磁掺杂半导体材料,Mn_xGe_(1-x)量子点的自旋电子学性能在最近几年内取得了较为重大的突破。本文针对现有Mn_xGe_(1-x)量子点的稀磁掺杂制备方法及与制备方法相关联的磁电子学性能展开论述,并详细介绍了Mn_xGe_(1-x)量子点在生长过程中Mn原子与生长表面之间的相互作用、形貌转变以及迄今为止对基于这种纳米材料进行的自旋电子学应用的尝试。最后,展望了Mn_xGe_(1-x)量子点未来研究的重点和亟待解决的问题。     

碳量子点的制备与性能及其应用研究进展

碳量子点(CQDs)是一种零维荧光碳纳米材料,其尺寸一般低于10nm。由于其独特的荧光性质、光学稳定性、发射光谱可调性、低毒性和良好的生物相容性等优势,从而在化学与生物传感、光催化和防伪等领域起到了重要作用。综述了CQDs材料的合成方法、结构性质和在生物成像、化学传感、光催化和防伪领域的研究进展,并且对CQDs材料的发展进行了展望。     

量子点量子阱ZnS/HgS/ZnS/CdS的制备与光学特性

运用湿化学与表面化学方法制备了ＺｎＳ／ＨｇＳ／ＺｎＳ／Ｃｄｓ量子点量子阱（ＱＤＱＷ）结构,以吸收光谱、光致发光及激光谱表征该结构,并研究了外层ＣｄＳ对材料发光特性的影响,首次观测到ＣｄＳ对中间ＨｇＳ阱层发光的增强作用,并归因子隧道效应的存在。     

络合转换法制备Mn掺杂的ZnS纳米微晶及光致发光特性

利用络合转换法成功地在壳聚糖有机薄膜中得到了Ｍｎ掺杂的ＺｎＳ纳一晶。通过改变反应时间来控制晶粒尺寸，得到了微晶尺寸４．０－６．０ｎｍ范围内，利用激发和发射光谱分析了量子尺寸效应造成的光学特性，分析了壳聚糖中纳米微粒的形成机理。     

油酸中ZnS∶Mn量子点的制备及火腿肠中苏丹Ⅰ测定研究

以氯化锰、氯化锌、硫化钠为原料,在油酸-无水乙醇混合溶剂中,180℃条件下,反应8h,成功制备了ZnS∶Mn量子点。320nm激发条件下,ZnS∶Mn量子点的荧光发射峰位于420nm。且苏丹Ⅰ在350~540nm范围内有较好的吸收,利用苏丹Ⅰ对ZnS∶Mn量子点荧光强度的猝灭建立荧光探针体系,当苏丹Ⅰ浓度在5.0×10-8~7.0×10-7 mol/L内,线性方程为ΔF=389.29-25.12c,相关系数(R)为0.9915(n=5),检测限为1.46×10-8 mol/L。且成功用于实际样品中苏丹Ⅰ的检测,加标回收率在92.8%~99.2%之间。     

掺杂型ZnS纳米晶的发光性质及其在生物检测方面的研究进展

主要围绕ZnS纳米晶的制备、掺杂和表面修饰剂所引起的光学性质以及生物分子检测等问题展开了一系列的讨论。由于纳米晶体表面晶面的定向生长,控制着纳米晶形貌的变化,因此综述了多种制备纳米晶的方法。系统总结了对纳米晶进行掺杂而引起了本征发射波长的变化,并对其进行表面修饰从而达到改变其荧光性质的目的。国内外研究表明,对纳米晶进行表面修饰,可以利用表面修饰制备出量子产率高,易于生物分子偶联的水溶性的掺杂型ZnS纳米晶,因此可在生物标记、示踪、检测等多个领域发挥重要的作用,为在生物医学领域中的应用奠定基础,最后展望了ZnS纳米晶未来的发展前景。     

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。     

量子点的特性及其在分析检测中的应用研究进展

综述量子点的光学特性,胶体合成法、反胶团合成法、溶胶-凝胶法等制备方法,以及在离子传感器和有机小分子传感器等领域中的应用。提出大多数量子点传感器都是基于光致发光猝灭的,实际应用时不够准确,阻碍传感器标准化。认为核-壳结构的量子点能减少一些由重金属组成的常规核芯材料的潜在毒性,有必要建立标准化和系统化的方法,以评估量子点的特定材料的安全性。     

原位聚合法制备聚丙烯酸修饰的ZnS量子点

采用原位聚合法对ZnS量子点表面进行聚丙烯酸(PAA)的修饰。利用XRD、FTIR、TEM、TGA、荧光测试等对ZnS@PAA复合纳米粒子进行系列表征。XRD分析表明,修饰后的ZnS仍为立方晶相。FTIR和TGA结果证明,ZnS纳米粒子表面存在PAA。TEM结果表明,修饰后ZnS@PAA复合纳米粒子在去离子水中分散良好,其直径有所增加,约为28 nm,且呈较明显的核-壳结构。荧光测试发现,修饰PAA前后ZnS@PAA复合纳米粒子的发光特性没有发生明显改变。实验表明,经PAA修饰后,ZnS@PAA复合纳米粒子在水溶液中的分散性和稳定性得到提高,抗氧化性和荧光稳定性也得到了一定的增强。      

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。     

N掺杂石墨烯量子点的制备及其光催化降解性能

石墨烯量子点(GQDs)作为绿色、经济的新型碳质纳米材料在有机污染物的降解、能源利用方面有着广泛的应用前景。以柠檬酸为碳源,尿素作为氮源,通过水热法制备出尺寸均匀、高荧光的N掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)。通过X射线衍射、拉曼光谱、透射电子显微镜、荧光光谱、紫外可见吸收光谱等手段对N-GQDs的晶型结构、微观形貌、表面官能团分布和光物理性能进行表征。通过MTT法对N-GQDs的毒性进行检测,又通过对亚甲基蓝(MB)的光催化降解考察样品的光催化性能。结果表明,制备的N-GQDs尺寸均匀、荧光强度高且毒性低。由于N原子的成功掺杂,N-GQDs作为光催化剂在可见光下对MB进行光催化降解比MB的自身降解更快,在短时间内(120 min)降解率可以达到82.5%。     

石墨烯量子点的制备及应用研究进展

石墨烯量子点是一种新型的零维碳纳米材料,不同于常规碳材料,因其具有量子局限效应和边缘效应,在催化、检测、生物医学以及传感器等化工领域显示出重要的应用价值。因此,石墨烯量子点的制备以及应用研究迅速成为石墨烯研究领域的热点之一。综述了石墨烯量子点的制备以及应用研究的发展现状,探讨了现今该领域亟待解决的问题以及今后的发展趋势和前景。     

CuInS_2/ZnS/ZnS量子点的制备与光电性能研究

首先以高温一锅煮法合成了CuInS_2核量子点,再通过连续和长时间的包覆ZnS外壳,制备出了量子产率高达76%的厚壳结构CuInS_2/ZnS/ZnS,将CuInS_2/ZnS/ZnS量子点作为发光层,利用简单的溶液处理法工艺成功制备出CuInS_2基量子点发光二极管(QLEDs)。同时对量子点的结构、形貌和光学性能及CuInS_2基QLEDs的光电性能进行表征和分析,研究结果表明,通过延长高温反应时间在CuInS_2核上包覆ZnS外壳,能够合成具有良好的光致发光性能的CuInS_2/ZnS/ZnS量子点,利用溶液法制备的CuInS_2基QLEDs开启电压值仅为2.5 V,并且其发光亮度能够达到5473 cd/m~2。CuInS_2/ZnS/ZnS的光致发光和电致发光性能都有了很大的提升。     

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%。