[发明专利]一种水溶性金属硫化物半导体纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是半导体纳米材料领域，具体是一种水溶性金属硫化物半导 体纳米粒子的制备方法

背景技术

水溶性金属硫化物半导体纳米粒子由于其独特物理性能，在催化剂，生物 传感器，生物标记，光学材料和涂料等方面有广泛应用。合成水溶性金属硫化 物半导体纳米粒子的主要方法有低温水相共沉淀法，水热法合成后表面修饰亲 水性分子或基团法、有机相后表面修饰亲水性分子或基团法合成法。其中低温 水相共沉淀法操作最为简单，合成成本最为低廉，但是其制备的金属硫化物半 导体粒子粒径大，分布宽，容易在水中沉淀出来。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水溶性金属硫化物半导 体纳米粒子的制备方法。

水溶性金属硫化物半导体纳米粒子的制备方法包括以下步骤：

1)将0.1～50g分子量为5000～500000的的超支化聚缩水甘油加入到30～ 1000mL去离子水中，搅拌1min～3hr后，再加入0.005～15g的金属盐，继续 搅拌1min～5hr，得到含金属离子的超支化聚缩水甘油水溶液。

2)将含硫离子的化合物加入到含金属离子的超支化聚缩水甘油水溶液中， 含硫离子的化合物与金属盐的摩尔比为0.45～1.03，搅拌1min～3hr，得到水 溶性的金属硫化物半导体纳米粒子。

所述的金属硫化物半导体纳米粒子为硫化银、硫化锌、硫化铜、硫化镉、 硫化铅或硫化锰。所述的金属盐为硝酸银、醋酸银、硫酸银、氯化锌、溴化锌、 醋酸锌、硫酸锌、硝酸锌、氯化铜、溴化铜、硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜、氯化 镉、溴化镉、硝酸镉、硫酸镉、醋酸镉、氯化铅、溴化铅、硝酸铅、硫酸铅、 醋酸铅、氯化锰、溴化锰、硫酸锰、硝酸锰或醋酸锰。所述的含硫离子的化合 物为硫化氢、硫化钠或硫化钾。

本发明操作简单，制得的金属硫化物水溶性好，可以放置一个月不出现沉 降。本发明所制备的金属硫化物半导体粒子用透射电子显微镜观察了粒径大 小，用能谱分析仪测试了其元素组成，用X-射线衍射仪表征了其晶体结构。 结果表明制得的水溶性金属硫化物半导体纳米粒子粒径为1～5纳米，尺寸分 布非常均匀，结晶好。

附图说明

图1是水溶性硫化银纳米粒子的透射电子显微镜图；

图2是水溶性硫化银纳米粒子的能谱图；

图3是水溶性硫化铅纳米粒子的透射电子显微镜图；

图4是水溶性硫化铅纳米粒子的能谱图；

图5是水溶性硫化铅纳米粒子的X-射线衍射图。

图6是水溶性硫化镉纳米粒子的透射电子显微镜图；

具体实施方式

本发明所述的超支化聚缩水甘油参照文献(Macromolecules 2006，39， 7708-7717)制备。在烧瓶中加入0.005～1g三羟甲基丙烷，0.001～1g甲醇钾和 5～30mL四氢呋喃，反复抽充氮气三次，在30～90℃搅拌5min～1hr后，在 40～100℃真空干燥10min～3hr除去四氢呋喃，再在氮气氛围下加入5～80mL 二氧六环，加热到80～130℃，然后滴加0.5～200mL缩水甘油单体到烧瓶中， 滴加时间为1～48hr，滴加完后继续反应30min～24hr，得到分子量为5000～ 500000的超支化聚缩水甘油。

下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1：

步骤1)：将0.5g分子量为500000的超支化聚缩水甘油加入到装有50mL去 离子水的烧瓶中，搅拌15min后，再加入0.05g硝酸银，继续搅拌1hr，得到 含银离子的超支化聚缩水甘油水溶液。

步骤2)：将0.011g硫化钠加入到步骤1)所得到的含银离子的超支化聚缩水 甘油水溶液中，搅拌1hr，得到水溶性的硫化银半导体纳米粒子。其透射电子 显微镜图片如附图1所示，粒径为1～5纳米，分散性好。其能谱分析图如附 图2所示，证实了硫元素和银元素的存在。

实施例2：

步骤1)：将50g分子量为50000的超支化聚缩水甘油加入到装有1000mL 去离子水的烧瓶中，搅拌3hr后，再加入15g的硝酸铅，继续搅拌5hr，得到 含铅离子的超支化聚缩水甘油水溶液。