[发明专利]碲化镉/硫化镉核-壳结构纳米线的制备方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种碲化镉/硫化镉核CdTe/CdS核-壳结构纳米线的制备方法，属于纳米材料领域。 

背景技术

近些年，1维半导体纳米结构包括纳米棒、纳米线、和纳米管得到越来越多的关注研究，源于它们独特的结构、光学性质和电性质，使得他们在很多领域具有应用前景，例如：生物传感器, 药物载体, 太阳能电池, 细胞成像等。CdTe纳米线属于II–VI复合半导体纳米材料 不仅拥有极为出色的光学性质，例如：高的吸收系数和宽的吸收范围，而且拥有优越的载体运输性能，所以能够应用与上述领域（Luo et al, Fabrication and growth mechanism of zinc blende and wurtzite CdTe nanowire arrays with different photoelectric properties, CrystEngComm, 2012, 14, 7922–7928）。已有文献报道了CdTe纳米线的合成方法（Lee et al, Bismuth-Assisted CdSe and CdTe Nanowire Growth on Plastics, Chem. Mater. 2010, 22, 77–84 77; Yang et al, Catalytic growth of CdTe nanowires by closed space sublimation method, Thin Solid Films, 2013, 546, 375-378; Hou et al, One-step synthesis of CdTe branched nanowires and nanorod arrays, Applied Surface Science, 2011, 257, 7684-7688; Garey et al, Ultrafast Transient Absorption Measurements of Charge Carrier Dynamics in Single II-VI Nanowires, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 19077–19081），这些研究都是有机溶液中制备纳米线， 然而在有机溶液中制备纳米线存在诸多的问题，首先，需要雇佣比较高的温度（>300 ℃），这为制备过程中的时时监控带来不一定的不便且增加了试验过程中的成本；其次，在制备过程中需要引入三辛基膦（TOP）和三辛基氧膦（TOPO），这两种有机分子本身就具有较大的毒性，并且用三辛基氧膦作为纳米线的稳定剂，使纳米线不具备亲水性；最后，制备纳米线通常需要用Au或Bi 纳米粒子作为催化剂促使纳米线的生长，然后当纳米线形成后Bi 纳米粒子无法从纳米线的末端脱落。另外，上述文献制备的纳米线都不具备核/壳结构，而核/壳结构的纳米线要比单一的纳米线具有很多的优势，例如：能够有效的提高纳米线的荧光量子产率，有效的阻止氧对纳米线的氧化从而提高纳米线的生物相溶性。 

我们采用一种新颖的、简单的、安全的、有效的方法制备碲化镉/硫化镉（CdTe/CdS） 核-壳结构纳米线。我们在水溶液中，100 ℃回流下，大大降低了反应温度，降低了制备成本，提高了纳米线的亲水性，荧光量子产率，同时纳米线具有较小的直径（~0.5 nm）生物相容。 

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、有效的碲化镉/硫化镉(CdTe/CdS)核-壳结构纳米线的制备方法，是通过氯化镉（CdCl₂）作为Cd的来源，碲氢化钠（NaHTe）作为Te的来源，以半胱氨酸作为纳米线的稳定剂和改性剂，使纳米线具有双功能基（氨基和羧基）。该方法制备的CdTe/CdS核-壳结构纳米线可在生物传感器、细胞成像和药物载体等领域具有很大的应用价值。 

本发明的目的是这样实现的：