[发明专利]一种锰掺杂硫化锌量子点嵌入型荧光复合膜的制备方法

说明书

本发明涉及公开了一种锰掺杂硫化锌量子点嵌入型荧光复合膜的制备方法，包括以下步骤：将锰掺杂的硫化锌荧光量子点、成膜单体、交联剂及引发剂依次溶于溶剂中，经过超声分散、搅拌后制成铸膜液；室温下，将铸膜液均匀平铺在基质材料上，用聚甲基丙烯酸甲酯覆盖，在压力下水浴加热引发聚合；聚合后将膜置入氢氟酸溶液中刻蚀去除基质材料，制得荧光量子点嵌入型复合膜。本发明方法合成简便、荧光性能强、低生物毒性和可重复利用，制得的嵌入型复合膜具有透明性好、荧光稳定、机械强度高、自清洁能力好的优点，在光学传感、生化分析、水体污染、食品分析和环境保护中具有巨大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及量子点和膜材料领域，尤其涉及一种制备锰掺杂硫化锌量子点嵌入型荧光复合膜的制备方法。

背景技术

量子点(quantum dots，QD)，是一种新型纳米结构的材料，也是一种零维的半导体纳米晶体或纳米微晶。这种纳米晶体半导体，按照其元素组成，一般是由II-VI(CdTe、CdSe等),III-V(InP、GaN等)或IV-VI元素(PbSe等)组成的微球，直径为1-12nm。量子点尺寸减少到一定的临界值时(小于或者接近材料的激子玻尔半径)，这些纳米颗粒会有不同的量子限域，它们的材料结构和性质将会从宏观向微观发生变化。由于量子点受到量子尺寸效应和介电限域效应的影响，量子点展示出来了引人注意的光学和电学特性，包括尺寸依赖的发射光谱、斯托克斯位移大(Stokes shift)、窄而对称的发射光谱、高的荧光效率、良好的光稳定性及生物相容性。最初量子点的应用主要集中在光电材料方面，自从Alivisatos和Nie等人成功将量子点作为荧光探针以来，它在许多生物领域得到广泛的应用，并且它的不同尺寸导致它的发射波长可调也引起越来越多的研究者关注，在许多科学和技术研究中有着非常重要的新应用。由于量子点技术是多学科交叉研究的交集，因此量子点研究领域广泛存在于生物领域(荧光标记及细胞成像)，分析领域(检测小分子化合物及蛋白大分子等)，能源领域(量子点敏化太阳能电池)，传感器，光电器件等，具有极大的研究应用前景。

膜技术被认为是21世纪最有发展前途的高科技之一，对于量子点，尤其是水溶性的低毒性量子点，一个潜在的应用就是将量子点与膜技术结合起来，形成到一个量子点杂化嵌入复合膜，这种膜继承了量子点的光学和电学特性，也结合了膜材料的光透过率、机械强度稳定、耐用性好、自清洁能力强等优点。制备的量子点嵌入新型复合膜同时具有荧光和膜材料的优势，赋予膜材料新的物理特性，避免了量子点不易重复利用，易被荧光猝灭的问题。此外，制备的量子点嵌入荧光膜膜上结合不同的物质后，其荧光发射波长及强度都会发生一定的改变，根据这一点可以作为光学器件或传感芯片，用于复杂水样中的样品进行检测分析，特别是在生命研究、水体污染监测、食品分析中有着重要的潜在应用价值。

经对现有技术的文献检索发现，目前国内并没有涉及到锰掺杂硫化锌量子点嵌入的交联复合膜类型的相关专利。国内外文献也并未见有锰掺杂硫化锌量子点嵌入的复合膜类型的相关报道，更未有涉及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种锰掺杂硫化锌量子点嵌入型荧光复合膜的制备方法，具备良好的分散性和生物低毒性，制备的荧光复合膜具有荧光性质稳定、机械强度好、重复利用高、自清洁能力强的优点，可用于传感器芯片及光学器件。

本发明的目的主要通过下述技术手段实现：

该锰掺杂硫化锌量子点嵌入型荧光复合膜的制备方法，其特征在于按下述步骤制备：

(1)将清洗干净的硅片裁成宽0.75-1.0cm、长2.5-3.0cm大小，用piranha溶液处理除去表面杂质，之后用纯水和乙醇清洗干净，氮气吹干；

(2)将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜裁成宽0.75cm、长0.5-1.0cm大小，裁好的PMMA薄膜清洗干净，氮气吹干，之后将PMMA薄膜盖在处理好的硅片上，夹子夹紧备用；