【硕士论文】水溶性荧光纳米粒子制备及其光学性能研究.pdf

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1、上海大学硕士学位论文水溶性荧光纳米粒子制备及其光学性能研究姓名：吴超申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：吴明红20090201上海大学硕士学位论文摘要荧光纳米粒子在发光二极管、非线性光学、太阳能电池、生命科学等领域具有潜在应用价值。本论文中，我们制备了两种类型的荧光纳米粒子，并对它们的结构和光学性质进行了较为系统的研究，主要内容包括：一、半导体量子点：采用电子束辐照法在水相中制备了水溶性的CdSe和ZnSe量子点，该方法具有简单、快速、硒源稳定、产物具有良好的单分散性和光学性能等优点。(1)以Cd(Ac)2和Na2Se03为前驱物，氨水为络合剂，PV

2、A为表面活性剂，制备出粒径大小约5nm，具有良好单分散性的CdSe纳米晶。观察到随着电子束辐照剂量增加晶型由六方型逐渐向立方型转变的现象。(2)以EDTA为稳定剂，室温水相中成功制备出发射蓝光的、粒径大小约2~3am的CdSe量子点，具有良好单分散性、良好的水溶性和高的荧光量子产率●(21．6％)。研究了不同反应条件对其光学性能的影响；观察到高浓度CdSe量子点溶胶放置一段时间后，自组装生成介孔球，并保持高度水溶性的现象。就我们所知，国内外尚无在水相中合成蓝光的CdSe量子点的报道。(3)采用Zn(N03)2和Na2Se03为反应源，以EDTA为稳定剂，制

3、备了发射紫光的ZnSe量子点。ZnSe量子点粒径约4~5nm，具有良好单分散性。量子点产率达15．0％。二、荧光碳纳米粒子：碳纳米粒子具有低毒甚至无毒、荧光极其稳定、发光波长宽范围可调、成本低廉、易于实现生物相容等特点，是一类新型的荧光纳米材料。与含有毒性金属离子且荧光不稳定的半导体量子点荧光材料相比，碳纳米粒子作为荧光探针应用于生物医学领域更显优势。目前国内外仅有几个课题组报道制备出荧光碳纳米粒子，但是存在量子产率低，方法复杂，荧光机理不清等问题。本文中我们探索一种新的简单而有效的制备方神DTA盐低温热解法，着重研究量子产率提高的有效途径以及可能的发光机

4、理。以EDTA盐为前驱体，低温热解制备出高度水溶性、带负电荷的、高荧光量子产率、低半峰宽的碳纳米粒子。量子产率高达32％-40％，半峰宽降低到60am，V上海人学硕士学位论文光学性能可以与荧光染料和半导体量子点相比较。发现量子产率与前驱物的热稳定性、热解温度密切相关，发射波长随着激发波长移动而移动，在543am激光激发下能够发射红色荧光等新奇的现象。通过系统的谱学表征分析，提出荧光可能来自自由基缺陷的假设。碳纳米粒子能够进一步实现表面功能化，实现从亲水到亲油的转变。关键词：电子束量子点碳纳米粒子光学性能VI上海大学硕士学位论文ABSTRACTLumines

5、centnanoparticleshaveshownpotentialapplicationsinthinfilmlight-emittingdevices，non—linearopticaldevices，solarcellsandlifescience．Hereinwehavepreparedtwokindsofluminescentnanoparticlesandmadesystemresearchontheiropticalperformance．Themaincontensareasfollows：--)Semiconductorquantumd

6、ots(QDs)Water-solubleCdSeandZnSeQDsweresynthesizedinaqueoussolutionbybeamirradiationmethod．Thismethodissimpleandfast。andSeresourceiSstable．ThepreparedQDshavegooddispersionandopticalpropeaies．(1)Cd(Ac)2andNa2Se03wergusedasthereactants．WhenammoniawasemployedascomplexingagentandPVAwo

7、rkedassurfactant，CdSenanocrystaiswiththewurtzitestructureweresynthesizedbyelectronicbeamirradiation．Theyarewelldispersed、衍maveragegrainsizeof5nln．Withtheincreaseofirradiationdose，thehexagonalcrystallatticeWastransformedintocubiclattice．(2)SelectingEDTAaSsurfacemodifier,bule—emitti

8、ngCdSeQDsweresynthesizedinaqueous