[发明专利]一种基于光诱导的制备水溶性阳离子掺杂硒化锌量子点的方法

说明书

本发明公开了一种基于光诱导的制备水溶性阳离子掺杂硒化锌（ZnSe）量子点的方法，制备方法包括以下步骤：（1）制备水溶性ZnSe量子点；（2）利用甲醇或异丙醇对水溶性ZnSe量子点进行提纯；（3）将杂质阳离子与巯基丙酸（MPA）或巯基乙酸（TGA）混合得到的杂质阳离子前驱体水溶液，并通过NaOH溶液将该前驱体溶液的pH值调节至pH＞9；（4）将杂质阳离子前驱体溶液与量子点溶液混合；（5）在混合溶液中加入还原剂水合肼(N₂H₄)或硼氢化钠（NaBH₄）或硼氢化理（NaBH₄）。并通过氮气或氩气对溶液进行除氧。（6）将溶液放置于波长小于420nm的紫外光线下进行光照，得到相应阳离子掺杂的水溶性ZnSe量子点。本发明操作简单，在室温下进行，开辟了一种新的对水溶性ZnSe量子点进行后处理掺杂的方法，可实现传统后处理方法较难的离子掺杂，并且可以获得较高的掺杂浓度。

技术领域

本发明涉及一种基于光诱导的制备水溶性阳离子掺杂硒化锌量子点的方法，属于新材料的制备与调控技术领域。

背景技术

水溶性ZnSe量子点由于其优异的发光性能和良好的生物兼容性，具有广泛的应用。然而，ZnSe量子点的发光处于蓝色区域，对其进行阳离子掺杂，一方面可以拓展其光谱范围，另一方面可以掺入磁性阳离子，获得多功能量子点。目前水溶性ZnSe量子点进行掺杂的方法，主要有三种实现途径。一种途径是采取成核掺杂的方法，例如，可先将杂质离子Mn²⁺与Se^2-离子形成MnSe核，再加入Zn²⁺、Se^2-前驱体进行生长，获得Mn²⁺掺杂的ZnSe量子点。第二种途径是采用生长掺杂的方法，例如将Mn²⁺、Zn²⁺、Se^2-等离子预先混合，进行回流生长获得Mn²⁺掺杂的ZnSe量子点。第三种途径是采用阳离子交换的后掺杂方法，预先制备ZnSe量子点并提纯分散于肼或者氨溶液，加入Cu⁺、Ag⁺、Pb²⁺等杂质，进行阳离子交换，实现掺杂，其基本原理是利用上述杂质阳离子的硒化物（如Cu₂Se、Ag₂Se、PbSe）溶度积与ZnSe溶度积差异实现离子交换。上述途径一和途径二均需要对实验过程进行精细的控制，并进行高温回流。途径三受到量子点表面配体、溶度积常数等因素限制，可掺杂的离子种类较少。本专利提出一种新的基于光诱导的制备水溶性阳离子掺杂硒化锌量子点的方法，将预先制备的ZnSe量子点和杂质阳离子进行混合并加入还原剂，并对混合溶液进行光照，从而实现水溶性硒化锌量子点的掺杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光诱导的制备水溶性阳离子掺杂硒化锌量子点的方法，该方法获得的掺杂量子点荧光特性好、光谱可调、制备方法简单，有助于ZnSe量子点的生物和LED器件应用。

为了达到上述目的，本发明采用的方法是：一种基于光诱导的制备水溶性阳离子掺杂硒化锌量子点的方法，包括如下步骤：

（1）水溶性硒化锌(ZnSe)量子点的制备：以巯基乙酸（TGA）或巯基丙酸（MPA）作为量子点的配体，通过Zn(NO₃)₂与NaHSe的反应制备出ZnSe量子点。

（2）利用甲醇或异丙醇对ZnSe量子点进行提纯，并将提纯后的ZnSe其分散于去离子水；

（3）杂质阳离子前驱体溶液制备：杂质阳离子与TGA或MPA混合得到的杂质阳离子前驱体水溶液，并通过NaOH溶液将该前驱体溶液的pH值调节至pH＞9；

（4）将上述步骤（3）中的杂质阳离子前驱体溶液与步骤（2）中的量子点溶液混合。