巯基乙胺稳定合成CdSe量子点及其发光性能的研究

CdSe量子点是一种重要的半导体纳米材料。以巯基乙胺(CA)为稳定剂,CdCl₂·2.5H₂O为镉源,SeO₂为硒源,采用简单的一步水相法合成水溶性的CdSe量子点。详细地研究了加热回流时间、初始pH值、硒与镉的摩尔比和回流温度等实验条件对CdSe量子点发光性能的影响。利用X-射线粉末衍射、透射电子显微镜、紫外-可见光谱和荧光光谱等表征量子点的结构和光学性能。结果表明,采用巯基乙胺为稳定剂制备的CdSe量子点为立方晶相,颗粒大小约为2.0nm,量子点的荧光发射峰在560～589nm内连续可调。     

CdSe/ZnSe核-壳结构纳米粒子合成新方法

报道用“一步”合成新方法制备了CdSe/ZnSe核-壳结构的发光纳米粒子.该方法是将锌的前驱体注入表面Se富集的CdSe发光纳米粒子溶液中,通过Zn²⁺与Se共价键结合,从而在CdSe发光纳米粒子的表面形成ZnSe壳.分别通过X射线粉末衍射、光电子能谱、透射电镜、紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱,对核-壳结构的发光纳米粒子的结构及光学性质进行了表征.结果表明,以较宽带隙的ZnSe在较窄带隙的CdSe纳米粒子表面形成的壳层有效地钝化了CdSe纳米粒子的表面缺陷,明显地提高了室温下CdSe纳米粒子的光致发光效率.X射线粉末衍射表明随着Zn²⁺的不断注入,CdSe/ZnSe的衍射峰逐渐移向ZnSe衍射峰.光电子能谱数据显示,Zn2p的双峰分别位于1020,1040eV附近,通过与体材料ZnO相比,确定为Zn²⁺的光电子发射,说明Zn是以共价键形式存在于CdSe纳米粒子的表面.透射电镜照片显示纳米粒子具有良好的单分散性,核-壳结构的发光纳米粒子直径较CdSe核的直径明显增加.     

CdSe:Nd纳米晶及CdSe:Nd@SiO2核壳结构的合成及发光性能

利用有机相法合成Nd³⁺掺杂CdSe纳米晶（CdSe∶Nd）,通过X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外吸收光光谱及荧光光谱表征,证明Nd³⁺已经成功掺入到CdSe的晶格中。与纯CdSe纳米晶相比,CdSe∶Nd纳米晶的结构仍为立方晶型,且形貌近似球形,均匀分散,粒径约为2~4 nm。紫外吸收峰和荧光发射峰都发生红移,而且掺杂后的CdSe∶Nd纳米晶量子产率也提高,这可能是由于掺杂Nd³⁺引入了新的杂质能级,带隙减小。为了实现CdSe∶Nd纳米晶的可加工性和功能性,通过微乳法合成SiO₂壳包覆的CdSe∶Nd纳米球（CdSe∶Nd@SiO₂纳米球）,CdSe∶Nd@SiO₂纳米球呈均匀球形,直径约为100~115 nm,并且包壳后的CdSe∶Nd@SiO₂纳米球发射峰（581 nm）与CdSe∶Nd纳米晶（598 nm）相比,发光强度提高且发射峰蓝移,蓝移约为17 nm,可能是因为SiO₂壳可以减少纳米晶表面的非辐射跃迁以及改善表面缺陷导致的。     

CBP/Alq3有机量子阱结构的光致发光

采用多源有机分子气相沉积系统(OMBD)制备了CBP/Alq₃有机多量子阱结构,利用电化学循环伏安特性和吸收光谱、小角X射线衍射、荧光光谱研究了量子阱的能带、结构和光致发光的特性。电化学循环伏安特性和吸收光谱的测量结果表明,CBP的最低占据分子轨道(LUMO)与最高占据分子轨道(HOMO)的位置分别为-2.74,-6.00eV,Alq₃的LUMO与HOMO的位置分别为-3.10,-5.80eV,所以CBP/Alq₃有机量子阱为Ⅰ型量子阱结构。小角X衍射测量显示,在小角的位置(2θ的范围在0°～3°)观察到了对应于量子阱结构的多级布拉格衍射峰,表明多层量子阱结构是有序的层状结构,界面比较完整,界面质量比较好。荧光光谱的研究结果表明,Ⅰ型量子阱结构可以有效地把能量从垒层传递给阱层,从而增强了阱层材料的发光。阱层的厚度对发光峰的位置影响很大,随阱层厚度减小,阱层材料的发光峰出现蓝移现象。并对引起发光峰蓝移的原因进行了讨论。     

CdSe量子点凝胶快速制备及其光谱特性

以水为反应溶剂,采用NaBH₄还原SeO₂并与过量CdSO₄反应,制备CdSe量子点凝胶。所得CdSe量子点凝胶直接干燥即得到固态粉体,若用聚乙二醇或谷胱甘肽等作为分散修饰剂可方便的转化成相应的溶胶,制备方法快速简单、成本低。CdSe量子点凝胶、粉体、溶胶均具有良好的光致发光特性,且性质稳定。结果表明反应物CdSO₄与SeO₂用量的摩尔比（Cd/Se值）和反应温度影响CdSe量子点的荧光特性。当制备凝胶的Cd/Se值由2.4:1增加12:1时,CdSe量子点-聚乙二醇溶胶的荧光强度增加,荧光发射峰由560nm红移到610nm;当制备凝胶的反应温度由40℃增加到90℃时,CdSe量子点-聚乙二醇溶胶的荧光发射峰由560nm红移到600nm。CdSe量子点-聚乙二醇溶胶的荧光量子产率20%左右。     

CdTe量子点/膨润土复合材料的制备及其光催化降解甲基橙

以CdCl2和Na2TeO3为反应物,抗坏血酸为还原剂,通过湿化学法合成CdTe量子点/膨润土复合材料.采用X射线衍射、荧光光谱及紫外-可见光谱等分析技术对其结构及光学性能进行表征.以汞灯为光源,甲基橙为目标污染物,研究了CdTe/膨润土复合材料的光催化活性.实验表明:在甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L时,经汞灯光照反应60 min后,CdTe/膨润土因光催化反应对甲基橙的降解率为66.23％,优于CdTe量子点光催化剂.     

热分解含硫金属有机配合物制备近红外PbS量子点

以Pb(NO₃)₂, Na(S₂CNEt₂)·3H₂O为反应物, 在去离子水中合成含硫金属有机配合物Pb(S₂CNEt₂)₂. 氩气保护下, 在油酸和十八烯混合溶液中热分解前躯体Pb(S₂CNEt₂)₂, 反应时间分别为30, 60, 90, 120 min, 获得PbS量子点样品a, b, c, d. 通过红外光谱分析和热重-差热等手段对前躯体进行表征, 证明配体Na(S₂CNEt₂)·3H₂O中的两个硫原子与Pb²⁺配位成功. PbS量子点样品X射线衍射和透射电子显微镜分析表明, 合成的PbS为类球形纯立方晶系PbS纳米晶; 对PbS量子点样品紫外-可见吸收光谱和光致发光谱进行研究发现, 吸收光谱和光致发光谱随着反应时间的增加顺序红移, 表明优化热分解反应时间可以调控PbS量子点的吸收光谱和光致发光谱. PbS量子点样品a发射峰在1080 nm, 与硅基太阳能电池相匹配, 可作为硅基荧光太阳能聚集器的荧光材料. 关键词： 热分解法 含硫金属有机配合物 PbS量子点 反应时间     

水溶胶CdSe/CdS核/壳结构纳米晶制备及光学性质的研究

以巯基乙酸为稳定剂在水溶液中合成了水溶胶CdSe/CdS核/壳结构的量子点,利用X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对量子点结构进行了表征;并对化学组成和尺寸分布进行了研究。通过紫外-可见吸收光谱、激发光谱与发射光谱研究了它们的发光特性。     

CdSe/ZnS电化学发光法测定去甲肾上腺素

以巯基丙酸为稳定剂制备了水溶性CdSe/ZnS量子点,并采用滴涂法制备了CdSe/ZnS修饰的金电极（CdSe/ZnS/GE）,研究其电化学发光（ECL）性质,考察了pH、CdSe/ZnS浓度、扫描速度、静置时间等实验条件对ECL强度的影响。结果表明,在碱性溶液中,去甲肾上腺素（NE）在鲁米诺溶液中对CdSe/ZnS的电化学发光信号有明显的增敏作用,由此建立了一种检测去甲肾上腺素的新方法。当去甲肾上腺素的浓度（C_NE）在2.3×10^-5~1.0×10^-8 mol/L范围内时,去甲肾上腺素的浓度与相对电化学发光强度呈现良好的线性关系。线性回归方程为ΔI_ECL=118.788C_NE-15.333（R=0.994 4）,最低检测限（S/N=3）为0.33×10^-8 mol/L。     

核壳结构硒化镉/硫化镉/巯基乙酸量子点载流子输运特性

采用水溶液法合成了巯基乙酸(TGA) 包覆的CdSe 量子点. 通过X 射线粉末衍射和高分辨透射显微镜检测结果证实, 合成得到闪锌矿结构CdSe 量子点. 能谱图和傅里叶变换红外光谱图结果说明, 在核CdSe 纳米粒子表面与配体TGA 之间有CdS 壳层结构形成. 利用样品表面光电压(SPV) 谱, 指认CdSe 量子点精细能带结构以及各自对应的激发态特征: 475 nm (2.61 eV) 和400 nm (3.1 eV) 两个波长处的SPV 响应峰分别与CdSe 核和CdS 壳层带-带隙跃迁相对应; 370 nm (3.35 eV) 附近SPV 响应峰可能与TGA 中羰基与巯基或羧基之间发生的n →π^* 跃迁有关. 场诱导表面光电压谱结果证实, 合成的CdSe 量子点具有明显的N 型表面光伏特性, 而上述n→π^* 跃迁则具有P 型表面光伏特性. 荧光光谱谱线均匀增宽以及SPV 响应峰位蓝移, 说明样品具有明显的量子尺寸效应. 结合不同pH 值下合成的CdSe 量子点的SPV 谱和表面光声谱发现, SPV 响应强度与表面光声光谱信号强度变化趋势恰好相反. 上述样品表面光伏效应表明, CdSe 量子点表面和相界面处的精细电子结构以及光生载流子的输运特性均与量子点的尺寸大小存在某种内在联系. 关键词： 硒化镉量子点 光生载流子 表面光电压谱 表面光声光谱     

The temporal evolution of the structure and luminescence properties of CdSe semiconductor quantum dots grown at low temperatures

Mono-dispersed CdSe quantum dots have been prepared by water based route using 2-mercaptoethanol at low temperatures. The structures of the CdSe nanocrystals were investigated by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The XRD pattern showed that the prepared CdSe has a cubic phase with zinc blende structure. The temporal evolution of the absorption and photoluminescence spectra was used to follow the reaction process and to characterize the optical properties of the prepared CdSe quantum dots. The results exhibited clear exciton peaks in the absorption spectra. The influence of the temperature and/or time of reaction on the properties of the CdSe nanocrystals were investigated. It is found that the size of CdSe nanoparticles increases, as the reaction temperature and/or time are increased. The results showed that the Stokes shift between photoluminescence emission peak and absorption peaks is increased with the increase of the reaction temperature.     

SnO2量子点/石墨烯复合结构的合成及其光催化性能研究

本文以SnCl₄·5H₂O和氧化石墨烯为先驱物, 乙醇水溶液为溶剂, 采用一种简单的水热法一步合成了具有可见光催化活性的SnO₂量子点(约3–5 nm)与石墨烯复合结构, 利用透射电子显微镜(TEM), 高分辨透射电子显微镜(HRTEM), X射线衍射仪(XRD), 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对其结构进行了表征, 利用紫外可见吸收光谱(UV-vis)分析了其光学性能, 罗丹明-B染料为目标降解物研究了SnO₂量子点/石墨烯复合结构可见光催化性能. 结果表明: 与纯SnO₂、纯石墨烯相比, 复合结构显示出了很高的可见光催化活性. 通过对其结构进行分析, 我们提出了SnO₂量子点/石墨烯复合结构的形成机制及其可见光催化活性机理.     

2018年2期电子期刊

光诱导功能退化是胶体量子点在应用中面临的主要挑战之一,本文针对这一问题研究了使用磁控溅射沉积SiO₂薄膜形成钝化层来提高CdSe/ZnS量子点发光稳定性的方法。首先,通过三正辛基膦辅助连续离子层吸附反应方法合成了615 nm发光的红色CdSe/ZnS量子点。然后将量子点旋涂在SiO₂/Si基片上,再通过磁控溅射方法在量子点上沉积了厚度为20 nm的SiO₂薄膜作为钝化层。使用连续波激光光源分别在空气气氛和真空条件下照射样品,研究了经过不同照射时间后钝化和未钝化量子点的稳态光致发光光谱。结果表明,随着照射时间的延长,没有SiO₂钝化的量子点的PL强度显著降低、PL峰值发生蓝移、FWHM不断增大。对比研究发现,由于SiO₂薄膜能够阻挡空气中的水和氧,减缓了量子点表面的光诱导氧化现象,因此显著提高了CdSe/ZnS量子点的稳定性。     

Evolution of Luminescence with Shell's Thickness in Colloidal CdSe/CdS Core/Shell Quantum Dots

We synthesize colloidal CdSe/CdS core/shell quantum dots with different shell thicknesses, and there are five samples including CdSe core dots, and CdSe/CdS core/shell dots with 1-4 CdS layers. X-ray diffraction and Raman measurements indicate that the stress in CdSe core becomes stronger with the increasing shell thickness, and the optical measurements show that when the shell becomes thicker, the photoluminescence quantum yield is enhanced, and the radiative decay is also expedited. The temperature-dependent optical spectra are measured. The relation between the microstructure and the optical properties is discussed.     

In2O3/CuO纳米异质结的制备和光催化性质研究

通过溶胶-凝胶结合静电纺丝过程制备了In₂O₃/CuO纳米异质结。XRD和Raman光谱的研究表明,随着前驱物中Cu/In比例的增加,CuO相的含量逐渐增加。吸收光谱研究表明,随着CuO含量的增加,复合纳米结构的可见光吸收明显增强。光催化实验研究结果表明,In₂O₃/CuO纳米异质结具有比单一相的In₂O₃和CuO更强的光催化性能,其主要来源于异质结所导致的增强的光生电子和空穴的分离效率。     

CdSe量子点“开关”的构建及其在药物分析中的应用

以CdCl₂·2.5H₂O,Na₂SeO₃和NaBH₄为反应物,制备巯基丁二酸稳定的CdSe量子点。在合成的量子点中加入一定浓度的铜离子,铜离子结合于量子点表面而使其荧光猝灭。在猝灭后的体系中加入青霉胺,由于青霉胺能使结合于量子点表面的铜离子释放出来而使量子点的荧光恢复。据此,建立了一种CdSe量子点"开关"测定青霉胺的新方法。在选定的实验条件下,方法的线性范围为1~72 μg/mL,检出限为0.031 μg/mL。应用于实际样品中青霉胺的测定,结果令人满意。     

巯基丙酸分子对CdSe核壳量子点和 ZnO纳米粒子薄膜之间电荷转移的影响

通过稳态光谱和时间分辨荧光光谱研究了巯基丙酸(MPA)分子对由量子点到ZnO纳米粒子薄膜的电荷转移过程的影响。研究发现,相对于CdSe纳米粒子薄膜样品,没有MPA分子参与作用的CdSe/ZnO薄膜样品和有MPA分子连接的CdSe/MPA/ZnO薄膜样品中都存在从CdSe量子点到ZnO纳米粒子薄膜的有效电荷分离过程,但是相对于CdSe/ZnO样品, CdSe/MPA/ZnO样品中电荷转移速率明显变小。这表明MPA分子本身它并不能促进CdSe到ZnO电荷分离过程,因此可以认为用金属氧化物薄膜直接吸附量子点吸收材料,将能获得高功率转换效率的量子点敏化太阳能电池。     

CdS/膨润土复合材料的制备及其光催化性能

以CdCl₂和硫代乙酰胺为反应物,通过湿化学法合成CdS/膨润土复合材料,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)以及紫外可见光谱(UV-Vis)等分析技术对其结构及光学性能进行表征。以罗丹明B和亚甲基蓝为目标污染物,考察了CdS/膨润土复合材料对有机染料的降解性能。结果表明:在罗丹明B和亚甲基蓝的初始浓度为20 mg/L 时,光照3 h后,CdS/膨润土对它们的降解率分别为80.6%和88.3%,优于CdS及膨润土原土催化剂。