[发明专利]一种水溶性的具有荧光能量转移的CdS-Ag2S量子点的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及量子点领域，具体而言涉及一种水溶性的具有荧光能量转移的CdS-Ag₂S量子点的制备方法。 

背景技术

半导体量子点（QDs）作为一种新型的荧光纳米材料具有很多独特且优异的光学性质，如耐光漂白能力强、化学稳定性好、吸收光谱宽、发射光谱窄、发射波长可调等优点，可以避免有机荧光探针的缺点。根据组成量子点的元素组成来分，量子点可分为II-VI族（CdS等量子点）、IV族（如Si量子点）、IV-VI族（PbSe等量子点）、III-V族（GaN等量子点）以及IV-IV族（SiC等量子点）等。其中II-VI族半导体量子点包括ZnO、ZnSe、ZnS、ZnTe、CdS、CdTe和CdSe等。除了常见的二元结构的量子点之外，三元甚至是多元的量子点由于其更加优越的光学性质在制备方面也取得了很大的进步，比如常见的核壳结构的CdSe/CdS、CdSe/ZnSe以及掺杂核壳结构的CdS:Mn/ZnS，多元掺杂核壳结构的CdS/Zn0.5Cd0.5S/ZnS等。 

目前常用的量子点制备方法是溶胶-凝胶法、高温有机相法、水热法、软界面模板法。这些方法合成的量子点大多是疏水性的，不利于其在生物标记、生物传感等方面的应用。 

同时，高质量的荧光量子点基本上都是通过高温有机金属法制备的，但是由于高温有机金属法制备条件苛刻，需要以有毒的有机金属疏水基团作为前驱体制备而成，而且制备的量子点基本上都是疏水性的，对于很多生物应用来说，该方法制备的量子点要实现从有机相到水相的相转移是十分困难的。另一种比较有效的相转移方法是用水溶性的配体交换制备时修饰在量子点表面的疏水配体。但是，这种方法通常会导致量子点的量子产率的急剧减少，稳定性降低，流体半径增大等。 

荧光共振能量转移（FRET）是一个能量由供体转移到受体的过程，这个过程会导致供体荧光强度的降低和受体荧光强度的增加。由于FRET现象的存在，使得荧光纳米材料具有更大的斯托克斯位移（Stocks位移），并且可以调控激发与发射的波长位置，可以实现紫外吸收，近红外发射的荧光性质，可使得荧光纳米材料获得更加广泛的应用。 

迄今为止，尚未见因荧光能量转移现象而产生紫外吸收近红外发射光学性质的CdS-Ag₂S量子点及其制备方法的相关报道。 

发明内容

本发明提出一种水溶性的具有荧光能量转移的CdS-Ag₂S量子点的制备方法，所述方法简单易行，对温度要求比较温和。所合成的CdS-Ag₂S量子点由于产生了荧光能量转移所以具有较大的Stocks位移，能够实现紫外吸收红外发射。 

为实现上述目的，所采取的技术方案是：制备一种水溶性的具有荧光能量转移的CdS-Ag₂S量子点，所述CdS-Ag₂S量子点呈核壳型，内核为CdS，外壳层为Ag₂S。所述CdS-Ag₂S量子点的发射波长为760nm。 

本发明提供一种制备水溶性的具有荧光能量转移的CdS-Ag₂S量子点的方法，所述方法为：以聚丙烯酸（PAA）为模板、以硝酸镉溶液为镉源、以硫脲为硫源，制备出CdS量子点；然后，以3-巯基丙酸（MPA）溶液和所制得的CdS量子点，制备出3-巯基丙酸修饰的CdS量子点；最后以AgNO₃溶液和所制得的3-巯基丙酸修饰的CdS量子点，制备出具有荧光能量转移现象的CdS-Ag₂S量子点。 

在本发明实施例中，所述方法具体包括以下步骤： 

① 制备CdS量子点

先将聚丙烯酸溶液和硝酸镉溶液混合，并控制混合溶液pH为9.8，然后加入硫脲，在70℃下反应3小时，获得CdS量子点溶液；

②制备3-巯基丙酸修饰的CdS量子点

在步骤①获得的CdS量子点溶液中加入3-巯基丙酸溶液后，再向混合液中添加聚丙烯酸溶液，在70℃下反应1～3小时，获得巯基丙酸修饰的CdS量子点溶液；

③制备具有荧光能量转移现象的CdS-Ag₂S量子点

在步骤②获得的巯基丙酸修饰的CdS量子点溶液中加入AgNO₃溶液后，制备获得具有荧光能量转移现象的CdS-Ag₂S量子点。