本發明專利技術涉及一種乙酰丙酮酸穩定的Mn2+摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法，該方法包括以下步驟：(1)將乙酰丙酮酸加入二次蒸餾水中，在磁力攪拌下升溫至80℃充分溶解，形成均質溶液；(2)將無機鎘鹽和硫脲加入乙酰丙酮酸水溶液中，形成均質的反應溶液；(3)再在上述反應溶液中加入無機錳鹽的水溶液，將此混合溶液進行回流反應數小時；(4)冷卻至室溫，高速離心，沉淀用水洗滌，再使用超聲將其分散在水中，制得Mn2+摻雜CdS量子點水溶液。與現有技術相比，本發明專利技術方法簡單，快捷、成本低，制備產物具有可被氧化-還原反應可逆地調節的熒光性質，可發展為一種潛在的熒光標記物，用于生化分析、細胞和組織的活體成像，以及氧化-還原反應的熒光探測，為生物檢測、化學分析等領域的研究提供了一種新的發展方向。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于熒光納米材料制備
，具體涉及乙酰丙酮酸穩定的Mn2+摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法。
技術介紹
錳摻雜量子點是指在膠體半導體納米晶中摻雜錳離子(Mn2+)，以提高其光、電、磁學等性質，是近年來發展起來的一種新型半導體納米材料。錳離子的d電子態與納米晶的S和P電子激發態發生強烈相互作用，當外圍電子被激發躍遷至納米晶時，可發射出橘黃色的熒光。與傳統量子點相比，錳摻雜量子點具有較低的毒性，可在光、熱及空氣中保持優異的光化學穩定和發光效率。鑒于以上特殊的性能，錳離子摻雜量子點引起了相關工作者濃厚的研究興趣。自1994年Bhargave等首次報道 了猛摻雜硫化鋅納米晶(Mn:ZnS)的突光性質以來(BhargaveR. N.，et al. Phys. Rev. Lett.，1994，72 :416-419)，相關科研小組便開始專注于其它類型錳摻雜量子點的制備和光、電、磁學性質研究。例如，Marandi等以1_硫甘油為穩定劑，CdS04、Na2S2O3與Mn(NO3)2為前驅體，通過水熱法制備了 Mn2+摻雜CdS量子點(Marandi M.，etal. Nanotechnology, 2008，19 :225705-225708)。Zuo 等將 CdCl2、MnCl2、S 溶解在油胺中，于170°C和IS氣氛下反應合成出 Mn2+:CdS 突光量子點(Taisen Zuo, et al. J. Am. Chem. Soc.,2010，132 :6618-6619)。Zhai 等以 Cd (CH3COO) 2、Mn (CH3COO) 2、Na2S 為原料，3-巰基丙酸為保護劑，以水熱法合成了 Mn2+: CdS 量子點(Hui Zhai, et al. Micro&Nano Letters, 2011,6 257-260)。截止目前，有關錳離子摻雜量子點的制備方法已有中國專利報道。例如，蘇星光等采用成核摻雜的方法，向硝酸鋅、氯化錳、巰基羧酸的混合水溶液中加入硒氫化鈉，回流反應下制備了 Mn2+ = ZnSe量子點(公開號CN101503624A)。喻學鋒等以巰基丙酸為穩定劑，無機鹽為原料，通過改變原料比例合成出Mn2+ = ZnxCdhS量子點(公開號CN101875843A)。王宏志等采用先合成MnSe/ZnSe晶核，再進行穩定劑包覆和ZnSe殼層外延生長的方法，通過控制晶體成核、生長與反應時間，在水相中制備了 Mn2+:ZnSe量子點(公開號CN101948686A)。盡管以上事例中涉及了 Mn2+ = CdS熒光量子點的水相合成方法，但未采用乙酰丙酮酸(Acetyl acetonate, AA)為包覆劑,硫脲為硫前驅體,而AA可與過渡金屬離子(如X =Cd、Mn、Zn等)形成穩定的配合物(AA-X)，硫脲水溶液在升溫過程中會緩慢釋放出硫離子作為硫源。迄今為止，尚未見采用AA為穩定劑，硫脲為硫源，采用水熱方法合成，且發射熒光可被氧化還原反應可逆地調節的Mn2+ = CdS量子點的相關中國專利報道。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種方法簡單，快速、成本低的乙酰丙酮酸穩定的Mn2+摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現一種乙酰丙酮酸穩定的Mn2+摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(I)首先，將乙酰丙酮酸加入二次蒸餾水中，在磁力攪拌下升溫至80°C充分溶解，形成清晰的乙酰丙酮酸水溶液；(2)然后，在保持·快速磁力攪拌和一定的溫度下，將無機鎘鹽和硫脲加入乙酰丙酮酸水溶液中，形成均質的反應溶液；(3)接下來，再在上述反應溶液中加入無機錳鹽的水溶液，將此混合溶液進行回流反應數小時；(4)最后,將步驟(3)回流反應后的反應溶液冷卻至室溫,高速離心,沉淀用水洗滌，再使用超聲將其分散在水中，制得Mn2+摻雜CdS量子點水溶液。步驟⑴中所述的乙酰丙酮酸水溶液的濃度為I 10mmol/L。步驟(2)中所述的無機鎘鹽包括乙酸鎘、氯化鎘、硝酸鎘或硫酸鎘，在所述反應溶液中無機鎘鹽濃度為I IOmmoI/L，硫脲濃度為I lOmmol/L，反應溫度為60 100°C。步驟(3)中所述的無機錳鹽包括乙酸錳、氯化錳、硝酸錳或硫酸錳，在所述反應溶液中無機錳鹽的濃度為I 5mmol/L，回流反應時間為2 6小時。步驟⑷中所述的離心轉速為18000rpm，離心時間為15分鐘，超聲頻率為50Hz，超聲時間為30分鐘。步驟⑷中所述的量子點水溶液中被先后加入了氧化劑O.1 10mmol/L和還原劑0.1 20mmol/L，用于研究該量子點被氧化-還原反應可逆地調節的熒光性質。所述的氧化劑包括過硫酸鉀、高錳酸鉀或重鉻酸鉀；所述的還原劑包括硼氫化鈉或四氫鋁鋰。本專利技術選用乙酰丙酮酸為穩定劑，無機鎘、錳鹽為前體，硫脲為硫源，采用水熱法合成了 Mn2+摻雜CdS熒光量子點。與現有技術相比，本專利技術方法簡單，快捷、成本低，制備產物具有可被氧化-還原反應可逆地調節的熒光性質，可發展為一種潛在的熒光標記物，用于生化分析、細胞和組織的活體成像，以及氧化-還原反應的熒光探測，為生物檢測、化學分析等領域的研究提供了一種新的發展方向。附圖說明圖1為Mn2+摻雜CdS量子點的透射電子顯微鏡照片(TEM)；圖2為Mn2+摻雜CdS量子點的粉末X-射線衍射晶型(XRD)； 圖3為Mn2+摻雜CdS量子點的電子順磁共振譜分析(EPR)；圖4為Mn2+摻雜CdS量子點的能量衍射X-射線分析(EDX)；圖5為Mn2+摻雜CdS量子點由氧化-還原反應誘發可逆的熒光行為(PL)。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細說明。實施例1首先，將0.1mol乙酰丙酮酸加入50mL二次蒸餾水中，磁力攪拌下升溫至80°C使其完全溶解；然后，分別加入O.1mol氯化鎘和O.1mol硫脲,使其充分溶解以形成均質的混合溶液；接下來，加入O. 05mol乙酸錳，充分溶解后以形成反應溶液體系；隨后,將此溶液體系置于60°C下連續回流反應3小時；最后，將反應溶液冷卻至室溫，高速離心，沉淀用水洗滌，再使用超聲將其分散在水中，制得Mn2+摻雜CdS量子點水溶液。向此量子點溶液中先、后加入O. 05mol過硫酸鉀和O.1mol的硼氫化鈉，考察氧化-還原反應誘發可逆的熒光行為。采用(高分辨)透射電子顯微鏡觀察制備產物的形貌與尺寸(參見圖1);采用粉末X-衍射儀分析制備產物的晶體構型(參見圖2);采用電子順磁共振儀分析制備產物的磁學性質(參見圖3);采用能量衍射X-射線儀分析制備產物的元素組成及配比(參見圖4)，采用熒光光譜儀研究制備產物由氧化-還原反應誘發可逆的熒光性質(參見圖5)。實施例2首先，將O. 2mol乙酰丙酮酸加入50mL二次蒸餾水中，磁力攪拌下升溫至80°C使其完全溶解；然后，分別加入O.1mol乙酸鎘和O.1mol硫脲,使其充分溶解以形成均質的混合溶液；接下來，加入O. 05mol氯化錳，充分溶解后以形成反應溶液體系；隨后，將此溶液體系置于60°C下連續回流反應4小時；最后，將反應溶液冷卻至室溫，高速離心，沉淀用水洗滌，再使用超聲將其分散在水中，制得M本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種乙酰丙酮酸穩定的Mn2+摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：(1)首先，將乙酰丙酮酸加入二次蒸餾水中，在磁力攪拌下升溫至80℃充分溶解，形成清晰的乙酰丙酮酸水溶液；(2)然后，在保持快速磁力攪拌和一定的溫度下，將無機鎘鹽和硫脲加入乙酰丙酮酸水溶液中，形成均質的反應溶液；(3)接下來，再在上述反應溶液中加入無機錳鹽的水溶液，將此混合溶液進行回流反應數小時；(4)最后，將步驟(3)回流反應后的反應溶液冷卻至室溫，高速離心，沉淀用水洗滌，再使用超聲將其分散在水中，制得Mn2+摻雜CdS量子點水溶液。
【技術特征摘要】
1.一種乙酰丙酮酸穩定的Mn2+摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (1)首先，將乙酰丙酮酸加入二次蒸餾水中，在磁力攪拌下升溫至80°C充分溶解，形成清晰的乙酰丙酮酸水溶液； (2)然后，在保持快速磁力攪拌和一定的溫度下，將無機鎘鹽和硫脲加入乙酰丙酮酸水溶液中，形成均質的反應溶液； (3)接下來，再在上述反應溶液中加入無機錳鹽的水溶液，將此混合溶液進行回流反應數小時； (4)最后，將步驟(3)回流反應后的反應溶液冷卻至室溫，高速離心，沉淀用水洗滌，再使用超聲將其分散在水中，制得Mn2+摻雜CdS量子點水溶液。2.根據權利要求1所述的一種乙酰丙酮酸穩定的Mn2+摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法，其特征在于，步驟(I)中所述的乙酰丙酮酸水溶液的濃度為I 10mmol/L。3.根據權利要求1所述的一種乙酰丙酮酸穩定的Mn2+摻雜CdS熒光量子點的水相合成方法，其特征在于，步驟(2)中所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：萬錒俊，桂日軍，李慧麗，金輝，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。