高分子模板对CdS量子点制备及其光催化性能的影响

分别以球形聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子和线形聚乙烯吡咯烷酮(PVP)两种结构不同的高分子为模板, 原位制备了分散良好的CdS量子点(CdS QDs), 并以甲基橙为降解对象, 研究了高分子模板结构对CdS量子点的制备和光催化性能的影响. 结果表明, 以PAMAM 树形分子为模板制备的CdS量子点(CdS QDs/PAMAM)比以PVP为模板制备的CdS量子点(CdS QDs/PVP)的尺寸分布更窄, 激子吸收峰更明显, 光致发光(PL)强度更高|并且在量子点尺寸接近的情况下, CdS QDs/PAMAM的催化效率明显高于CdS QDs/PVP. 这是由于PAMAM树形分子独特的结构有利于生成尺寸均匀的CdS量子点, 且不易钝化量子点表面的活性位点|而线性的PVP分子量分布较宽, 使制备的量子点的尺寸分布较宽, 且PVP分子链缠绕在CdS量子点表面, 钝化了部分活性位点, 降低催化效率. 此外, CdS QDs/PAMAM的催化能力随粒径减小而增大.     

温度对聚酰胺-胺树形分子模板法制备CdS量子点的影响

为了研究温度对聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子的模板法制备硫化镉(CdS)量子点的影响, 以4.5代(G4.5, 64个甲酯端基)PAMAM树形分子为模板, 在－10～30 ℃的温度范围内制备了分散良好的CdS量子点. 用透射电子显微镜(TEM)表征了CdS量子点的形貌、尺寸; 用紫外-可见光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)表征了CdS量子点的光学性能. 发现在相同条件下, 制备温度从－10 ℃升高到30 ℃, CdS量子点粒径从1.8 nm增大到3.4 nm, 其中在10 ℃时制备的量子点的尺寸分布最窄; CdS量子点的吸收和发射光谱均随温度增大而红移, 其中10 ℃时制备的量子点的室温光致发光效率最高. 这表明制备温度决定了树形分子的配位基团与Cd^2＋的分离速度, 并影响了CdS量子点的成核和生长过程, 从而最终决定了CdS量子点的尺寸及尺寸分布、光致发光颜色和发光效率.     

肿瘤细胞内CdS纳米量子点的仿生化合成

以宫颈癌HeLa细胞为载体,细胞内源性谷胱甘肽为保护剂和稳定剂,在细胞生命代谢活动驱动下合成性质优良的CdS量子点。光学性能表征显示,该CdS量子点在波长为450nm左右有发射峰,其荧光产率为5.2%。透射电镜表征显示CdS量子点粒径约为3.0nm,X射线衍射光谱表明该CdS量子点为立方晶型结构。     

柠檬酸稳定的水溶性CdSe和CdSe/CdS量子点的荧光特性

用柠檬酸(citrate)作为稳定剂合成了尺寸分布集中、荧光性质良好的水溶性CdSe量子点。通过调节合成温度可以调控CdSe量子点的尺寸及相应的最大荧光发射波长。当温度由20 ℃增加到95 ℃时,合成的CdSe量子点的平均尺寸由2.0 nm增加到3.2 nm,相应的荧光发射峰由500 nm红移到570 nm,展现出明显的量子尺寸效应。进一步制备了CdSe/CdS核壳量子点,其荧光量子产率比CdSe增加了5～10倍。系统地研究了S/Se物质的量的比对CdSe/CdS量子点荧光特性的影响,通过XPS证实了CdSe/CdS量子点中CdS壳层的存在。利用红外光谱和核磁共振波谱表征了柠檬酸分子中的羧基和羟基氧原子与CdSe量子点表面的Cd离子的配位作用,进而揭示了柠檬酸分子对水溶性CdSe量子点溶液的稳定作用。     

水溶性CdSe/CdS量子点的合成及其与牛血清蛋白的共轭作用

用巯基乙酸(TGA)作为稳定剂，合成了水溶性的CdSe和核壳结构的CdSe/CdS半导体量子点。吸收光谱和荧光光谱研究表明，核壳结构的CdSe/CdS半导体量子点比单一的CdSe量子点具有更优异的发光特性。用TEM、电子衍射(ED)和XPS分别表征了CdSe和CdSe/CdS纳米微粒的结构、形貌及分散性。红外光谱和核磁共振谱证实了巯基乙酸分子中的硫原子和氧原子与纳米微粒表面的金属离子发生了配位作用。在pH值为7.4的条件下，将合成的CdSe和CdSe/CdS量子点直接与牛血清白蛋白(BSA)相互作用。实验发现，两种量子点均对BSA的荧光产生较强的静态猝灭作用；而BSA对两种量子点的荧光则具有显著的荧光增敏作用，存在BSA时CdSe/CdS量子点的荧光增强是不存在BSA时体系荧光强度的3倍。     

阳离子交换法制备稳定的近红外区核/壳型PbS/CdS量子点

硫化铅量子点(PbS QDs)的光氧化稳定性差是其应用于太阳能电池等领域的主要限制因素之一. 采用阳离子交换法在合成的PbS量子点表面包裹一层具有更稳定、更大禁带宽度的硫化镉(CdS)壳层, 制备出稳定的核/壳型PbS/CdS量子点; 同时, 研究了反应温度和反应时间对阳离子交换过程的影响规律. 通过透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜(TEM/HRTEM)、X射线衍射仪(XRD)、吸收光谱和荧光光谱考察了所制备PbS/CdS量子点的结构、光学特性和光氧化稳定性．结果表明: 阳离子交换过程中, 离子交换反应程度有限、仅发生在量子点的表面层, 但极薄的CdS壳层已能有效钝化PbS量子点的表面缺陷、显著提高其光氧化稳定性.     

CdS量子点与CdSe量子点间荧光共振能量转移研究

在有机相中合成了不同尺寸的CdS和CdSe量子点, 并利用Langmuir-Blodgett (LB)技术将相同尺寸的CdS和CdSe量子点组装成多层复合纳米有序结构. 采用荧光光谱研究了CdS和CdSe量子点在混合体系和多层复合纳米有序结构状态下的荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer, FRET). 我们观察到CdS和CdSe量子点混合溶液与当溶剂挥发形成固态膜中, CdS量子点的荧光强度较溶液状态下强烈猝灭, 表明当颗粒间距离减小时CdS和CdSe量子点间产生较高效率的荧光共振能量转移. 在多层复合纳米有序结构中, 随着给体CdS量子点层数的增加, 单层受体CdSe量子点的荧光逐步增强, 这表明层间纵向能量转移率随给体层数的增加而提高.     

CdTe/CdS量子点的Ⅰ-Ⅱ型结构转变与荧光性质

制备了壳层厚度可以精确控制的CdTe/CdS核壳量子点, 利用紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱、透射电镜和时间分辨光谱等技术, 分析了CdS壳层厚度对CdTe量子点的荧光量子产率和光谱结构的影响规律. 发现了不同于CdSe/CdS, CdSe/ZnS, CdTe/ZnS等核壳量子点的荧光峰展宽、大幅度红移以及荧光寿命大幅度增加现象. 根据能带的位置关系, 随着CdS厚度的增加, CdTe从Ⅰ型结构逐渐过渡到Ⅱ型核壳结构. 对于Ⅱ型CdTe/CdS核壳量子点, 不仅存在CdTe核区导带电子与价带空穴间的直接复合, 还存在CdS壳层导带电子与CdTe核价带空穴界面处的间接复合, 发光机制的变化导致荧光峰的展宽、明显红移和荧光寿命的增加. 当壳层过厚时, 壳层表面新引入的缺陷会阻碍荧光寿命和量子产率的进一步提高.     

谷胱甘肽稳定的高性能CdTe/CdS核壳型量子点制备及应用于荧光免疫检测米醋中痕量黄曲霉毒素B1

谷胱甘肽作稳定剂水相合成CdTe/CdS核壳型量子点,以EDC/NHS为活化剂对黄曲霉毒素B1(AFB1)抗体进行量子点标记,然后用牛血清蛋白封闭抗体。通过对量子点和标记抗体性能的研究发现,CdTe/CdS核壳型量子点荧光的强度和稳定性较裸壳的CdTe量子点分别提高了4倍和2倍以上。由于谷胱甘肽碳链较长,量子点对抗体尤其是活性位点处的空间构型影响减少,从而改善了量子点标记抗体的稳定性和活性,CdTe/CdS标记的AFB1抗体与AFB1免疫前后荧光强度变化显示抗体至少可以稳定6 d。基于谷胱甘肽稳定的高性能CdTe/CdS量子点,建立了一种荧光免疫检测黄曲霉毒素B1的新方法。AFB1浓度在0.68～40 pmol/L之间荧光强度与浓度呈线性关系,相关系数(R2)为0.9914,检出限为0.3 pmol/L。方法已成功应用于米醋样品中痕量黄曲霉毒素B1的测定。     

基于原位形成p-n结的新型光电化学传感器检测Hg~(2+)

利用简单方法合成了水溶性的巯基乙酸修饰的硫化镉(CdS)量子点。通过静电吸附,用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)将CdS修饰到氧化铟锡(ITO)电极上。在电子供体三乙醇胺(TEA)的存在下,CdS修饰的ITO电极具有稳定的阳极光电流。Hg2+原位吸附于CdS表面形成的p型半导体HgS与n型半导体CdS形成p-n结,能够促进电子-空穴的分离与电荷传输,使CdS量子点的光电流增大。研究了反应前驱体中Cd,S摩尔比、反应溶液的pH值、回流时间等条件对所合成的量子点与Hg2+相互作用的影响。此外,还研究了电解质溶液的pH值、外加电压、反应时间对Hg2+增大CdS量子点光电流的影响。基于此,构建了灵敏检测Hg2+的光电化学传感器。该传感器对Hg2+响应的线性范围为4.0×10-8~2.0×10-5mol/L,检出限为2.4×10-8mol/L,回收率为98.3%~103.5%。     

Facile fabrication of fluorescent-superhydrophobic bifunctional ligand-free quantum dots

We present herein a facile strategy for fabrication of fluorescent-ultrahydrophobic bifunctional ligand-free CdS quantum dots (QDs) using cadmium acetate, sodium sulfide as starting materials, and ethanol as the solvent. The as-prepared CdS QDs without ligands exhibit good photochemical stability and photoluminescence (PL) in comparison with the previously reported aqueous CdS QDs. The effects of various experimental variables, including Cd/S molar ratio, reaction time, and reaction temperature on the optical properties of the obtained CdS QDs have been systematically investigated. Subsquently, dodecanethiol was introduced to modify these CdS QDs, further conferring them with superhydrophobic property, along with good compatibility with polymers. The features and structures of the as-prepared QDs and their hybrids on UV–Vis, PL spectroscopy, Fourier transform infrared, transmission electron microscope, X-ray diffraction, and contact angle have been disscussed.     

液体石蜡体系中CdSeS三元量子点的制备及性能

采用液体石蜡为反应溶剂, 油酸为Cd源的溶剂和配体, 在无磷条件下通过用高温热解法合成了高质量的CdSeS三元合金量子点. 用透射电子显微镜(TEM), X射线粉末衍射仪(XRD)和能量色散X射线分析仪(EDX)等对产物的性能进行了表征. 结果表明, 反应温度、 反应时间和Se与S的比例等因素均对量子点的生长过程及光学性能产生影响. 采用该方法制得的CdSeS三元合金量子点均为立方闪锌矿结构, 且形成了一种内富S外富Se的成分梯度结构, 其最大发射波长可在370~595 nm(近紫外~橙红色)范围内连续可调, 量子效率最高可达65%. 该体系下制备的CdSeS三元量子点具有良好的热稳定性和光稳定性.     

颜色可调的高荧光CdTe量子点的水相合成

以亚碲酸钠为碲源,硼氢化钠为还原剂,一步合成了巯基丁二酸(MSA)稳定的CdTe量子点.研究了反应液pH值、镉与碲的摩尔比及镉与巯基丁二酸的摩尔比等实验条件对CdTe量子点体系荧光量子产率的影响,并用荧光光谱、X射线粉末衍射及透射电子显微镜等对其进行了表征.结果表明,CdTe量子点具有闪锌矿结构,形貌呈球状;在pH=1...     

反胶束法合成Cd1-xMnxS量子点及其发光性能研究

应用反胶束法制备了稀磁半导体Cd1-xMnxS量子点.量子点的大小可通过改变ωo值(wo=[水]/[表面活性剂])来控制.高分辨透射电镜的分析结果表明,量子点呈单分散性,是几乎没有缺陷的单晶体.量子点的大小约为4.8～6nm,随wo值增大而增大.电子能谱(EDS)测定结果表明,Mn2+离子在量子点中的摩尔分数为1.5%.由电子自旋共振(ESR)分析确定一部分Mn2+离子取代Cd2+离子位置而位于晶格,另一部分Mn2+离子位于Cd1-xMnxS的表面或间隙位置.吸收光谱显示,随着量子点变小,吸收带边发生蓝移,显示明显的量子尺寸效应.光致荧光光谱分析表明,发光峰属于Mn2+的4T1-6A1跃迁,而且随着ωo和粒径的增大,发光峰从2.26,2.10,2.05eV红移到1.88eV;其发光峰偏离2.12eV,主要是由于Mn2+离子位于扭曲的四面体晶体场所致.     

Silica Coating of Water-Soluble CdTe/CdS Core-Shell Nanocrystals by Microemulsion Method

"Using Te powder as a tellurium source and Na2S as a sulfur source, core-shell CdTe/CdS NPs were synthesized at 50 oC. UV-visible and photoluminescence (PL) spectra were used to probe the effect of CdS passivation on the CdTe quantum dots. As the thickness of CdS shell increases, there is a red-shift in the optical absorption spectra, as well as the PL spectra. The broadening absorption peaks and PL spectra indicate that the size distributions of CdTe/CdS NPs widen increasingly with the increase of CdS coverage. The PL spectra also show that the fluorescence intensity of CdTe QDs will increase when the particles are covered with CdS shell with ratio of S/Te less than 1.0, otherwise it will decrease if the ratio of S/Te is larger than 1.0. Furthermore, the (CdTe/CdS)@SiO2 particles were prepared using a water-in-oil microemulsion method at room temperature in which hydrolysis of tetraethyl orthosilicate leads to the formation of monodispersed silica nanospheres. The obtained (CdTe/CdS)@SiO2 particles show bright photoluminescence with their fluorescence intensity being enhanced 18.5% compared with that of CdTe NPs. TEM imaging shows that the diameter of these composite particles is 50 nm. These nanoparticles are suitable for biomarker applications since they are much smaller than cellular dimensions."     

Photoassisted synthesis of CdSe and core-shell CdSe/CdS quantum dots

This paper describes the synthesis of core-shell CdSe/CdS quantum dots (QDs) in aqueous solution by a simple photoassisted method. CdSe was prepared from cadmium nitrate and 1,1-dimethylselenourea precursors under illumination for up to 3 h using a pulsed Nd:YAG laser at 532 nm. The effects that the temperature and the laser irradiation process have on the synthesis of CdSe were monitored by a series of experiments using the precursors at a Cd:Se concentration ratio of 4. Upon increasing the temperature (80-140 degrees C), the size of the CdSe QDs increases and the time required for reaching a maximum photoluminescence (PL) is shortened. Although the as-prepared CdSe QDs possess greater quantum yields (up to 0.072%) compared to those obtained by microwave heating (0.016%), they still fluoresce only weakly. After passivation of CdSe (prepared at 80 degrees C) by CdS using thioacetamide as the S source (Se:S concentration ratio of 1) at 80 degrees C for 24 h, the quantum yield of the core-shell CdSe/CdS QDs at 603 nm is 2.4%. Under UV irradiation of CdSe/CdS for 24 h using a 100-W Hg-Xe lamp, the maximum quantum yield of the stable QDs is 60% at 589 nm. A small bandwidth (W1/2 < 35 nm) indicates the narrow size distribution of the as-prepared core-shell CdSe/CdS QDs. This simple photoassisted method also allows the preparation of differently sized (3.7-6.3-nm diameters) core-shell CdSe/CdS QDs that emit in a wide range (from green to red) when excited at 480 nm.     

基于聚合物多齿配体的高性能CdTe量子点的微波水相合成

针对当前水相合成的量子点(QDs)光性能与稳定性等方面存在的不足,发展了基于聚合物多齿配体的水相制备策略.利用巯基修饰的聚丙烯酸(PAA-SH)作为多齿配体代替常用的巯基丙酸等单齿配体,结合微波辅助加热制备了CdTe量子点,研究了多齿配体对量子点的生长机制与荧光性能的影响.以PAA-SH为配体制备的CdTe量子点荧光性能优异(荧光量子效率(PLQY)可达75%),流体力学直径较小(~10 nm),稳定性也有明显提高.基于聚合物多齿配体的量子点制备技术有助于实现生物医学研究中急需的兼具高亮度、高稳定性、小尺寸等特征的高性能量子点生物探针的制备.     

Photoluminescence from CdS Quantum Dots in Silica Gel

CdS semiconductor nanocrystals were grown as quantum dots (QDs) inside a silica matrix obtained by the sol-gelmethod and assisted in the mother liquid by high powerultrasounds. Small-angle neutron scattering (SANS) accountsfor a 3.6 nm crystal size homogeneously distributed. Optical excitation from the third harmonic of a Nd:YAG ns laser wasfocused on the sample to study the photoluminescence (PL) atroom temperature. The PL spectrum shows radiative processfrom intrinsic transitions and a broad band corresponding tothe traps. Variable stripe length (VSL) method was used to measure the optical gain spectra by the growth of theamplified luminescence. A broad optical gain spectrumproduced by the biexciton-exciton transitions revealing thestimulated emission from the CdS QDs. It is also observed ared-shift of the PL emission crystal size-dependent.