水溶性ZnS掺杂型荧光量子点的制备及性能研究

发布时间：2017-03-30 08:29

  本文关键词：水溶性ZnS掺杂型荧光量子点的制备及性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Ⅱ-Ⅵ族荧光量子点因其具有一系列独特的光化学性质而在生物医学标记、细胞成像和分析化学领域得到了广泛的关注。目前,镉类量子点具有较高的发光效率,但其生物毒性制约量子点在生物医学领域的应用,锌类量子点的毒性较低,已受到越来越广泛的关注。但是锌类量子点的荧光量子点产率较低,为此,通过过渡金属离子的掺杂和无机壳层的表面修饰可提高锌类量子点的发光效率,通过选择适当的有机小分子进行表面修饰,可以得到具有较好的水溶性、生物相容性及与生物大分子偶联性好,且荧光量子产率高的ZnS掺杂型量子点。因此,本论文的主要工作是直接在水相中合成具有较高发光效率的水溶性L-半胱氨酸(L-cysteine,简称L-Cys)修饰的ZnS掺杂核壳型量子点,并取得了以下成果： (1)选用L-半胱氨酸为修饰剂,在水相中成功合成了水溶性ZnS:Mn和ZnS:Mn/ZnS量子点。通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线能谱分析(EDX)、红外光谱(IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)等对该掺杂型量子点的结构、形貌、尺寸、组成和光学性质进行了表征。结果表明：合成的L-半胱氨酸修饰的ZnS:Mn和ZnS:Mn/ZnS量子点具有较好的单分散性、水溶性、生物相容性以及优良的荧光性能,Mn2+离子的掺杂和核壳结构的形成使量子点的荧光量子产率由2.4%增加到15.1%。 (2)选用L-半胱氨酸为修饰剂,在水相中成功合成了水溶性的ZnS:Co和ZnS:Co/ZnS量子点。通过XRD、TEM、EDX、IR、UV-Vis和PL等对该掺杂型量子点的结构、形貌、尺寸、组成和光学性质进行了表征,并通过PL光谱对量子点的合成条件进行了优化。结果表明：L-半胱氨酸修的ZnS:Co和ZnS:Co/ZnS量子点具有较好的单分散性、水溶性、生物相容性以及优良的荧光性质,Co2+离子的掺杂和核壳结构的形成使量子点的荧光量子产率由2.4%增加到9.8%；最佳的合成条件是pH值为11.0,反应温度为50℃, n(L-Cys):n(Zn2+):(S2-):(Co2+)=2:1:1:0.02,核壳比为nc：ns=1：0.15。 (3)选用L-半胱氨酸为修饰剂,采用共沉淀法在水相中成功合成了水溶性的ZnS:Cu量子点。通过XRD、TEM、EDX、IR、UV-Vis和PL等对ZnS:Cu量子点结构、形貌、尺寸、组成和光学性质进行了表征。结果表明：L-半胱氨酸修的ZnS:Cu量子点具有一定的分散性、水溶性、生物相容性和良好的荧光性能,Cu2+离子的掺杂使量子点的荧光量子产率由2.4%增加到4.3%。
【关键词】：Zns掺杂型量子点 核壳结构 L-半胱氨酸 合成 荧光
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O614.241
【目录】：

• 中文摘要2-4
• Abstract4-6
• 中文文摘6-8
• 目录8-11
• 绪论11-29
• 0.1 纳米材料11
• 0.2 纳米材料的特性11-12
• 0.3 量子点的简介12
• 0.4 量子点的光学性质12-15
• 0.5 ZnS掺杂型量子点的简介15-26
• 0.6 本论文的目的、意义及主要研究内容26-29
• 第一章 L-半胱氨酸修饰的水溶性ZnS：Mn/ZnS量子点的合成及表征29-41
• 1.1 前言29-30
• 1.2 实验部分30-31
• 1.2.1 试剂与仪器30
• 1.2.2 ZnS：Mn量子点的合成30
• 1.2.3 ZnS：Mn/ZnS量子点的合成30-31
• 1.3 结果与讨论31-39
• 1.3.1 量子点的合成路线31
• 1.3.2 XRD分析31-32
• 1.3.3 透射电镜分析32-34
• 1.3.4 外光谱分析34-35
• 1.3.5 紫外-可见吸收光谱分析35-36
• 1.3.6 荧光光谱分析36-38
• 1.3.7 磁性能分析38-39
• 1.4 本章小结39-41
• 第二章 L-半胱氨酸修饰的水溶性ZnS：Co/ZnS量子点的合成及表征41-59
• 2.1 前言41-42
• 2.2 实验部分42-43
• 2.2.1 试剂与仪器42
• 2.2.2 ZnS：Co量子点的合成42-43
• 2.2.3 ZnS：Co/ZnS量子点的合成43
• 2.3 结果与讨论43-57
• 2.3.1 量子点的合成路线43-44
• 2.3.2 XRD分析44-45
• 2.3.3 透射电镜分析45-47
• 2.3.4 红外光谱分析47-48
• 2.3.5 紫外-可见吸收光谱分析48-49
• 2.3.6 荧光光谱分析49-51
• 2.3.7 磁性能分析51
• 2.3.8 合成条件优化51-57
• 2.4 本章小结57-59
• 第三章 L-半胱氨酸修饰的水溶性ZnS：Cu量子点的合成及表征59-67
• 3.1 前言59-60
• 3.2 实验部分60-61
• 3.2.1 试剂与仪器60
• 3.2.2 ZnS：Cu量子点的合成60-61
• 3.3 结果与讨论61-66
• 3.3.1 量子点的合成路线61
• 3.3.2 XRD分析61-62
• 3.3.3 透射电镜分析62-63
• 3.3.4 红外光谱分析63
• 3.3.5 紫外-可见吸收光谱分析63-64
• 3.3.6 荧光光谱分析64-66
• 3.4 本章小结66-67
• 第四章 结论67-69
• 参考文献69-83
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果83-85
• 致谢85-87
• 个人简历87-88

【参考文献】

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本文编号：276693