[发明专利]一种多孔硅基CdS量子点复合材料的制备方法

摘要

本发明提供一种多孔硅基CdS量子点复合材料的制备方法，经硅片的预处理、腐蚀液的配制、电化学腐蚀得到多孔硅、清洗多孔硅片、表面氧化处理、巯基嫁接、镉离子螯合、CdS量子点的形成，得到多孔硅基CdS量子点复合材料。所得多孔硅基CdS量子点复合材料的激发光源波长在300～400nm之间，复合材料发光的范围属于可见光期间350～700nm之间，发光形式为荧光发光和光致冷发光两种。本发明涉采用阳极腐蚀法制备多孔硅，并在多孔硅表面嫁接对镉离子具有螯合功能的官能团，在含硫气氛中将镉离子作用生成CdS量子点以制备出具有发光特性的孔硅基/CdS量子点复合材料。

主权项

一种多孔硅基CdS量子点复合材料的制备方法，其特征在于经过下列各步骤：（1）硅片的预处理：将硅片依次分别用乙醇、去离子水超声清洗1～20分钟，之后用质量浓度为5%～40%的氢氟酸溶液浸泡1～10分钟；（2）腐蚀液的配制：将去离子水、无水乙醇、质量浓度为5%～60%的氢氟酸溶液按体积比（0.5～2）：（1～10）：（0.5～5）混合配制得到腐蚀液；（3）电化学腐蚀得到多孔硅：将步骤（1）预处理后的硅片作为阳极放入步骤（2）所得腐蚀液中，将铂片作为负极，对其施加腐蚀电流5～100mA／cm2进行腐蚀5～80min，得到多孔硅；（4）清洗多孔硅片：将步骤（3）所得多孔硅依次分别置于无水乙醇、去离子水中进行超声清洗1～30分钟；（5）表面氧化处理：将步骤（4）洗净的多孔硅片置于温度为100～300℃下处理0.5～3小时或者在低压汞灯下照射0.5～4小时，以在其表面引入硅羟基；（6）巯基嫁接：按配体和甲苯的体积比为0.5～5：10～100配制混合溶液，将步骤（5）得到的多孔硅片浸入混合溶液中，在搅拌条件下以30～120℃的条件下反应4～48小时，最后将多孔硅片依次分别在甲苯、乙醇和去离子水中进行超声波清洗1～10min后，再用N2气吹干备用；（7）镉离子螯合：先配制浓度为10‑7～10‑2mol/L的含镉离子溶液，再在螯合介质中，将步骤（6）已巯基功能化的多孔硅浸入含镉离子溶液中1～60min，以使其与镉离子的螯合；（8）CdS量子点的形成：将步骤（7）螯合有镉离子的多孔硅片用水或乙醇清洗、干燥后，置于硫化氢和氮气的混合气氛中，在50～500℃下反应0.5～5小时，即得到多孔硅基CdS量子点复合材料。