[发明专利]一种制备尺寸可控的有机相硒化银量子点的方法

说明书

本发明公开了一种制备尺寸可控的有机相硒化银量子点的方法，包括以下步骤：将银源、溶剂与表面配体在室温、搅拌条件下混合，通入保护气，得到银前驱体；将硒粉与油胺在室温、超声条件下混合，得到硒前驱体；将上述银前驱体升温到120‑180℃，加入硒前驱体，在100‑150℃下反应一段时间后，降至室温，经分离、纯化得到Ag₂Se量子点。与现有Ag₂Se量子点合成方法相比，本发明提供的Ag₂Se量子点合成方法主要有以下两点优势：一是硒前驱体制备简单，只需在室温下将硒粉与油胺超声即可；二是尺寸可调范围宽，能够实现Ag₂Se量子点荧光发射峰在955nm到1612nm范围内可调。本发明所制备的Ag₂Se量子点，单分散性好，且波长在近红外区可调，在生物医学和材料科学等领域具有应用潜力。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种制备尺寸可控的有机相硒化银量子点的方法。

背景技术

活体组织器官在近红外长波长区间(NIR-IIb，1500nm-1700nm)具有较低的自发荧光以及更好的穿透深度。因此，发射波长处于该区间的荧光材料在活体成像领域具有良好的应用潜力。量子点由于其优异的光学性质，是一类理想的荧光材料。然而，目前波长能调控到NIR-IIb区的量子点主要为含铅的量子点，而铅的潜在毒性极大地限制了含铅量子点在生物成像领域的应用前景，因此开发新型无铅近红外量子点成为一种迫切需求。Ag₂Se属于窄带隙半导体材料，其体相带隙仅为0.15eV，因此Ag₂Se的荧光发射波长理论上在整个近红外区间可调。

尽管目前已经有一些关于Ag₂Se量子点的合成方法的报道，但是大多存在前驱体制备复杂，反应难以控制，尺寸调控范围窄等问题。到目前为止，无论是水相还是有机相体系，均未有荧光发射波长超过1500nm的Ag₂Se量子点的报道，可知Ag₂Se量子点的合成与调控仍是个难题。

关于量子点的尺寸调控，有两个方面需要关注。第一个是前驱体。前驱体对合成反应的产率，产物的尺寸大小和尺寸分布具有重要的影响。前驱体的反应活性太高时，纳米晶体的成核阶段会快速消耗所有的单体，导致没有剩余的单体用于晶体生长，使纳米晶体的进一步生长受限。(TMS)₂Se和ODE-Se就是这一类高活性硒前驱体。研究人员利用此类硒前驱体制备了短发射波长的Ag₂Se量子点。而当前驱体的活性没有那么高时，如TOP-Se，在成核后仍有足够的单体用于纳米晶体的生长。研究人员用此类硒前驱体制备出了发射波长在1300nm左右的Ag₂Se量子点，然而将波长在较宽范围内进行调控，尤其是调控至NIR-IIb区仍存在问题。并且TOP这类含磷试剂价格昂贵且毒性大，阻碍了Ag₂Se量子点的应用和发展。另一个方面是表面配体。配体对于纳米晶体的稳定存在是不可或缺的。研究人员发现，若配体与纳米晶体表面的配位能力太强会阻碍纳米晶体的生长。目前Ag₂Se量子点常用的表面配体为巯基化合物。由于巯基与银的配位能力很强，能够很好地钝化量子点表面配位未饱和的银原子，降低激子非辐射复合的几率。但巯基与银的强配位会影响量子点表面配体的吸附-脱落动力学过程，影响量子点的进一步生长。

为了克服这些问题，发展一种简单的、尺寸调控范围宽的Ag₂Se量子点合成方法十分必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种制备简单、尺寸调控范围宽的Ag₂Se量子点的合成方法，旨在解决现有技术中硒前驱体制备复杂或涉及到价格昂贵、毒性大的含磷试剂，以及Ag₂Se量子点尺寸调控范围窄，荧光发射峰无法调控到NIR-IIb区的问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种制备尺寸可控的有机相硒化银量子点的方法，包括以下步骤：