InP与ZnSe基荧光量子点的合成及其在指纹显现中的应用

发布时间：2017-07-31 01:00

  本文关键词：InP与ZnSe基荧光量子点的合成及其在指纹显现中的应用

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【摘要】：半导体量子点一般指是由Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族等元素组成,粒径为2～10nm的零维纳米材料。由于其具有强的量子尺寸效应,在电子,光学和表面可修饰性方面显示出优越的性质,在光电转换、半导体器件及生物标记等领域,显示出极大的研究和应用价值。量子点作为一种新型的荧光材料,与传统的有机荧光染料相比,具有宽的激发光谱,窄而对称的发射光谱、高的荧光量子产率、荧光寿命长、光稳定性好等优点。半导体量子点的制备方法主要包括有机相合成、微乳液合成和水相合成等。由于有机相和微乳液合成等方法合成量子点条件苛刻,原料成本高,毒性大,限制了该方法的实际应用。采用简单的水相合成的量子点具有很好的生物相容性,可以直接应用于生物标记。对于Ⅱ-Ⅵ族的Cd系列量子点的研究目前已经比较成熟,但由于重金属Cd的毒性,限制了其作为生物标记材料的研究和应用。在本论文中,我们通过紫外光照和相转移方法合成了水溶性的InP/ZnS复合结构量子点及系列ZnSe基荧光量子点,这些量子点低毒或无毒,作为“绿色”荧光量子点,在生物标记领域具有更广阔的应用前景。同时我们对不同量子点的制备工艺、结构和荧光性能进行了系统的研究,并考察了其对各种客体指纹显现效果的影响。实验研究结果如下： 1、分别采用溶剂热法和化学法合成了InP量子点,其中溶剂热合成中,以甲苯为溶剂,十二烷胺(DDA)为包覆剂,通过改变溶剂热合成温度(150℃、165℃、180℃),可以得到颗粒尺寸为3-4nm的InP量子点,经巯基乙酸修饰后得到水溶性InP/ZnS量子点。不同温度合成InP后包覆的InP/ZnS量子点的荧光最佳发射波长分别为438nm,508nm和575nm。在紫外光照及弱碱条件下合成的水溶性InP/ZnS荧光量子点溶液可以清晰的显现出光滑客体表面的指纹细节。 2、以硒粉、亚硫酸钠、硝酸锌和硝酸镉为原料,巯基乙酸为修饰剂,合成了粒径较小且分散均匀的ZnxCd1-xSe量子点水溶液,考察了反应时间、初始pH值和掺杂Cd含量的不同对ZnxCd1-xSe量子点粒径及荧光强度的影响。分析结果表明,合成量子点为球形,粒径为5nm左右,不同掺杂Cd含量的ZnxCd1-xSe量子点的荧光最佳发射波长随掺杂Cd含量增加由430nm红移到585nm。未掺杂的ZnSe量子点显现油汗指纹为蓝色,掺杂比例为Zn0.77Cd0.23Se量子点的指纹显现效果最好,ZnxCd1-xSe荧光量子点溶液可以清晰的显现出不同颜色的光滑客体表面的指纹细节,同时对血潜指纹的显现效果也较好。 3、以Na2SeSO3为硒源,合成锰掺杂的水溶性Mn2+:ZnSe量子点。通过对不同修饰剂(巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇)的对比,以巯基丙酸(MPA)为修饰剂合成的Mn2+:ZnSe量子点最稳定,荧光强度最强,最佳荧光发射波长在485nm左右。XRD、TEM结果表明合成的Mn2+:ZnSe为球形颗粒,分散均匀。水溶性Mn2+:ZnSe量子点对不同客体的指纹显现效果较好,显现指纹较清晰。紫外光照合成的ZnSe/ZnS量子点荧光强度明显增强,其颗粒尺寸在4.8nm左右,显现指纹颜色为紫色或浅蓝色。
【关键词】：量子点 InP/ZnS Zn_xCd_(1-x)Se 荧光标记 指纹显现
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：D918.2;O614.2
【目录】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-18
• 第一章 绪论18-36
• 1.1 引言18
• 1.2 量子点的研究背景18
• 1.3 量子点概述18-28
• 1.3.1 量子点的定义18-19
• 1.3.2 量子点的基本性质19-21
• 1.3.3 量子点的荧光特性和光致发光机理21-24
• 1.3.4 量子点的制备24-27
• 1.3.5 量子点的应用27-28
• 1.4 半导体量子点发展现状28-31
• 1.4.1 Ⅲ-Ⅴ族量子点的研究现状28-30
• 1.4.2 Ⅱ-Ⅵ族Zn系列掺杂量子点的研究现状30-31
• 1.5 指纹显现研究31-34
• 1.5.1 指纹及指纹鉴定31
• 1.5.2 指纹显现方法31-34
• 1.6 本论文的研究目的和内容34-36
• 1.6.1 本论文研究的目的34
• 1.6.2 本论文研究的内容34-36
• 第二章 实验部分36-46
• 2.1 实验试剂及仪器36-37
• 2.1.1 实验试剂36-37
• 2.1.2 实验设备及分析仪器37
• 2.2 实验内容37-46
• 2.2.1 实验原理37
• 2.2.2 实验步骤37-44
• 2.2.3 量子点的表征44-46
• 第三章 水溶性InP/ZnS量子点的合成及其在指纹显现中的应用46-56
• 3.1 水溶性InP/ZnS量子点的研究46-53
• 3.1.1 不同合成方案的选择46-47
• 3.1.2 不同合成工艺条件下InP/ZnS量子点的荧光光谱47-51
• 3.1.3 XRD表征51-52
• 3.1.4 TEM和HRTEM表征52-53
• 3.2 水溶性InP/ZnS量子点在指纹显现中的应用53-54
• 3.3 InP/ZnS的荧光量子产率54
• 3.4 本章小结54-56
• 第四章 ZnSe与Zn_xCd_(1-x)Se量子点合成及其在指纹显现中的应用56-72
• 4.1 水溶性ZnSe与Zn_xCd_(1-x)Se量子点的研究56-64
• 4.1.1 光谱特性表征56-60
• 4.1.2 XRD表征60-61
• 4.1.3 TEM和HRTEM表征61-62
• 4.1.4 FT-IR表征62-64
• 4.2 水溶性ZnSe及Zn_xCd_(1-x)Se量子点溶液在指纹显现中的应用64-70
• 4.2.1 ZnSe及Zn_xCd_(1_x)Se量子点在油印指纹中的显现64-65
• 4.2.2 Zn_xCd_(1_x)Se量子点在血指纹中的显现65-70
• 4.3 Zn_xCd_(1-x)Se量子点荧光量子产率70-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第五章 掺杂Mn~(2+):ZnSe、Cu~(2+):ZnSe与核壳ZnSe/ZnS量子点的合成及其在指纹显现中应用72-81
• 5.1 水溶性Mn~(2+):ZnSe量子点的研究72-75
• 5.1.1 光谱特性表征72-74
• 5.1.2 XRD表征74-75
• 5.1.3 Mn~(2+):ZnSe量子点在指纹显现中的应用75
• 5.2 水溶性ZnSe/ZnS量子点的研究75-78
• 5.2.1 光谱特性表征75-76
• 5.2.2 XRD表征76-77
• 5.2.3 ZnSe/ZnS量子点在指纹显现中的应用77-78
• 5.3 水溶性Cu~(2+):ZnSe量子点的研究78-79
• 5.3.1 XRD表征78
• 5.3.2 荧光表征78-79
• 5.3.3 Cu~(2+):ZnSe量子点在指纹显现中的应用79
• 5.4 小结79-81
• 第六章 结论81-82
• 参考文献82-87
• 致谢87-88
• 研究成果及发表的学术论文88-89
• 导师与作者介绍89-90
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书90-91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 冯秋菊,申德振,张吉英,梁红伟,吕有明,范希武;ZnS纳米棒阵列的结构和光学特性[J];发光学报;2005年05期

2 黄风华;;硫脲表面修饰的ZnS∶Cd纳米晶的合成及表征[J];分子科学学报;2006年01期

3 王元凤;杨瑞琴;王彦吉;;纳米材料显现潜在指纹的研究[J];中国人民公安大学学报(自然科学版);2007年02期

4 骆锋,阮建明,万千;微乳液法制备纳米二氧化硅基因传递复合载体[J];硅酸盐学报;2004年09期

5 刘建忠,马季骅;纳米生物标记技术研究进展[J];化学与生物工程;2005年08期

6 王大鸷;崔励;曹传宝;籍凤秋;;微乳液法制备不同形貌低维硒化锌纳米晶[J];人工晶体学报;2006年03期

7 陈振乾;王贵容;董学彬;李友民;;不同纸张上手印的茚二酮显现研究[J];四川警官高等专科学校学报;2005年06期

8 任国兰,柴宜民,韩素琴,任荣芳,刘二保;II-VI型量子点在分析中的应用[J];山西师范大学学报(自然科学版);2003年03期

9 高芒来,孟秀霞,孟庆民;分子沉积膜驱剂在原油/水中的分配及油水界面张力[J];石油大学学报(自然科学版);2005年03期

10 杨瑞琴;周庆颖;王元凤;靳玉娟;;纳米CdS/PAMAM G5.0显现胶带粘面油潜指纹应用[J];无机化学学报;2008年11期

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本文编号：596760