[发明专利]铜掺杂晶格应变量子点及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机纳米材料技术领域，特别是涉及一种铜掺杂晶格应变量子点及其制备方法。

背景技术

量子点（quantum dots，QDs）又称为半导体纳米晶体，是一种由Ⅱ-Ⅳ族或Ⅲ-Ⅴ族元素组成的纳米晶粒。量子点由于其优良的物理化学性质，如量子尺寸效应、发光性能和化学加工性，以及在生物标记、生物传感、光电子学和太阳能电池等领域的应用而备受关注。

与传统的有机荧光染料相比，量子点具有许多优异的光谱性能，在生物学、医学领域显示出了广阔的应用前景，尤其是近年来发展起来的近红外荧光量子点，由于对组织具有强的穿透力，特别适合于体内非侵入性可视化成像。而现有的近红外量子点具有粒径较大，而不能在生物体内很好的转运与代谢，这极大限制了近红外量子点在活体成像中的应用。

目前，近红外量子点主要以粒径调控的方式，使其荧光发射波长覆盖至近红外区，合成目前使用较多的方法是金属有机合成法与水相合成法。有机相合成的量子点稳定性、表面修饰性虽较好，但存在水溶性差、制备复杂、成本较高等缺点，限制了其应用。而水相合成方法具有较低成本、操作简单、反应条件温和、容易调控等优点。

现有的量子点能带调控中往往用到合金比例，核壳结构，过渡金属元素掺杂，或者晶格应变的方式，荧光发射波长的可调节幅度不大或是对粒径依耐性较强，而在生物成像的实际应用中，大粒径的量子点并不十分实用。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种铜掺杂晶格应变量子点的制备方法。

具体的技术方案如下：

一种铜掺杂晶格应变量子点的制备方法，包括如下步骤：

（1）将氯化镉或醋酸镉、醋酸锌或氯化锌、二水氯化铜以及谷胱甘肽按1:1.5-4:0.025-0.05:5-10的摩尔比溶于水中得混合溶液，其中所述氯化镉或醋酸镉的浓度为0.2-0.6mmol/L；

（2）调节步骤（1）得到的混合溶液的pH值至11，然后将混合溶液在93-98℃下加热反应30-120min，降至室温，即得所述铜掺杂晶格应变量子点。

在其中一个实施例中，所述步骤（1）中氯化镉、醋酸锌、二水氯化铜以及谷胱甘肽的摩尔比为1：1.5：0.025-0.05：5-10或1：4：0.04-0.06：5-10。

在其中一个实施例中，所述步骤（1）中氯化镉、醋酸锌、二水氯化铜以及谷胱甘肽的摩尔比为1：1.5：0.025：5或1：4：0.05：10。

在其中一个实施例中，所述步骤（2）中混合溶液在95℃下加热反应30-120min。

本发明的另一目的是提供一种铜掺杂晶格应变量子点。

具体的技术方案如下：

上述制备方法制备得到的铜掺杂晶格应变量子点。

在其中一个实施例中，其发射波长为600-750nm。

本发明的优点如下：

现有的量子点能带调控中往往用到合金比例，核壳结构，过渡金属元素掺杂，或者晶格的方式，荧光发射波长的可调节幅度不大（需要通过改变粒径才能实现）或是对粒径依耐性较强，而在生物成像的实际应用中，大粒径（现有的量子点的粒径一般>5nm）的量子点并不十分实用。本发明是结合合金比例，过渡金属元素掺杂，晶格应变的优势，采用金属浴加热一步制备出小粒径（<5nm）的发射波长从可见光到近红外区（600nm到750nm）可调的量子点，具有方法简便，反应条件温和，时间短，重现性好，单分散性好等优点。

附图说明

图1为本发明制备方法的合成示意图；

图2为实施例1-3制备得到的产物的XRD衍射图（图中1、2、3代表实施例1、2、3）；

图3为实施例1制备得到的产物的透射电镜照片；

图4为实施例2制备得到的产物的透射电镜照片；

图5为实施例3制备得到的产物的透射电镜照片；

图6为实施例1-3制备得到的产品吸收光谱图（图中1、2、3代表实施例1、2、3）；

图7为实施例1-3制备得到的产品发射光谱图（图中1、2、3代表实施例1、2、3）。

具体实施方式

以下通过实施例对本申请做进一步阐述。

实施例1

本实施例一种铜掺杂晶格应变量子点的制备方法，包括如下步骤：

（1）前体储备液A：称取无水氯化镉0.183g，溶解于10ml超纯水中；

（2）前体储备液B：称取无水醋酸锌0.183g，溶解于10ml超纯水中；