水溶性荧光量子点的合成及修饰

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1、上海交通大学硕士学位论文水溶性荧光量子点的合成及修饰姓名：钱惠锋申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：任吉存20070101上海交通大学硕士学位论文摘要水溶性荧光量子点的合成及修饰摘要量子点又称为半导体纳米晶体，是一种由II-VI族和III-V族元素组成的纳米颗粒,它具有尺寸依赖的电学和光学性能，在发光二极管，非线性光学，太阳能电池，生命科学等领域有广泛的应用。目前主要采用有机金属法合成量子点,所合成的量子点具有单分散,高量子产率和良好的结晶度。但是该方法具有反应条件苛刻,合成成本高,毒性大，产物不溶于水等缺点。本论文采用微波辅助法，以巯基化合物为稳定剂，在水

2、溶液中快速合成一系列荧光量子点，合成方法简单，制得量子点具有良好的光学性能。主要包含以下实验工作：1.采用微波辐射法，以巯基丙酸为稳定剂直接合成CdSe量子点，然后再通过巯基丙酸分解硫离子，一步合成CdSe(S)合金量子点。所合成的量子点具有很好的光学性质，量子产率最高可达25％，发射峰半峰宽(FWHM)最小在28nm左右。2.在水溶液中合成荧光ZnSe量子点。我们研究了一系列的合成条件，发现量子点的光学性能和合成条件密切相关，量子产率最高达到17％。通过适当的提高反应温度，可以大大提高反应速率。进一步的表征结果证实了在ZnSe量子点表面形成了一层ZnSe(S)

3、合金层，其中硫离子子主要来自于稳定剂巯基丙酸的分解。3.通过使用生物分子谷胱甘肽为稳定剂，直接合成高荧光、水溶性CdTe量子点。制备的量子点具有很好的光学性能，量子产率最高可达60％，FWHM为33nm。在最优条件下，通过调节加热时间，在30分钟内可以合成荧光发射在480nm-650nm的一系列量子点。通过表征，I上海交通大学硕士学位论文摘要证实了量子点具有很好的晶型和荧光性能。通过联结试剂，我们将谷胱甘肽包覆的CdTe量子点和第VIII因子关联抗原（抗vWF）相连接作为荧光探针，它可以成功的应用于人脐静脉内皮细胞（HUVE）的成像。4.采用连接试剂共价连接聚丙

4、烯胺盐酸盐（PAH）和CdTe，发现能直接合成CdTe/PAH核壳结构量子点。在CdTe表面包裹上一层PAH后，荧光量子产率没有损失，在量子点表面增加了大量的氨基，有利于进一步的生物应用。关键词：量子点，纳米晶，硒化镉，硒化锌，碲化镉，微波辐射，荧光，量子产率II上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTSYNTHESISANDMODIFICATIONOFWATER-SOLUBLELUMINESCENTQUANTUMDDOTSABSTRACTQuantumdots(alsoknownascolloidalsemiconductornanocrytals,QDs)a

5、regenerallycomposedofII-VIandIII-Velements,whichexhibitstronglysizedependentopticalandelectricalproperties.Highlyqualitysemiconductornanocrystalshaveshownpotentialapplicationsinthinfilmlight-emittingdevices,non-linearopticaldevices,solarcellsandlifescience.Quantumdotssynthesizedbyorg

6、anometallicapproachhavehighquantumyield,sharpemissionspectra,monodispersityandgoodcrystallinity.However,keychemicalsusedinthisroutearetoxic,expensive,pyrophoric,andevenexplosive.Inthisthesis,weusedmicrowaveirradiationmethodtosynthesizeaseriesquantumdotsinaqueoussolutionbyusingthiolsa

7、sthestabilizers.Thismethodissimpleandcontrollable;as-preparedquantumdotsshowgoodopticalproperties.Themaincontributionsareasfollows:1.AkindofalloyedQDswithCdSecoreandgradientCdSeSexternalshellwasrapidlysynthesizedinaqueousphasebymicrowaveirradiationwithcontrollabletemperatureinonehour

8、.Insynthetic