溶剂对聚酰胺-胺树形分子模板法原位制备CdS量子点的影响

为了研究非配位型溶剂对聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子的模板法制备CdS量子点的影响, 分别以水、甲醇及二者的混合物( ∶ ＝2∶1)为溶剂, 以4.5代PAMAM树形分子为模板制备了CdS量子点. 结果表明, 相同条件下, 以甲醇为溶剂时制备的CdS量子点为单晶, 平均直径2.7 nm, 尺寸分布窄, 发光强度高; 以水为溶剂制备的CdS量子点为多晶, 平均直径为5.7 nm, 尺寸分布宽, 发光强度低; 在甲醇与水的混合溶剂中制备的CdS量子点为单晶和多晶共存, 平均直径为4.1 nm, 尺寸分布及发光强度都居中. 这主要是由于树形分子的模板作用不同造成的. 树形分子在甲醇中能充分伸展, 起到内模板作用; 树形分子与水之间由双氢键作用而产生交联, 不利于Cd^2＋与树形分子内部基团的配位, 主要起到外模板作用; 在甲醇与水的混合溶剂中, 树形分子则同时起到了内模板和外模板作用.     

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.     

PAMAM树形分子模板法原位制备CdS-ZnS核-壳结构量子点

以4、5代PAMAM树形分子(64个酯端基)为模板, 在树形分子空腔内原位合成了CdS-ZnS核-壳结构量子点, 并对其形貌和光学性能进行了表征. HRTEM观察发现量子点分散良好, 尺寸均匀, 平均粒径约为2.3 nm. UV-Vis光谱证明ZnS外延生长在CdS核外, EDS能谱也证明了核壳结构的生成. 适当厚度的ZnS壳层可使光致发光效率提高至31%. PAMAM树形分子包在CdS-ZnS核-壳结构量子点外, 构成一层有机壳, 有效地限制了粒子聚集, 钝化了CdS量子点表面, 提高了发光效率. 另外， PAMAM树形分子良好的溶解性也赋予了量子点在不同极性溶剂中良好的溶解性, 提高了其稳定性.     

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.     

AgBr纳米簇：PAMAM树形分子模板法制备及光催化性能研究

以酯端基聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为模板，原位制备了AgBr纳米簇。由于酯端基的半代PAMAM树形分子起到“内模板”作用，制得的AgBr纳米簇粒径小、尺寸分布窄、稳定性好，并通过改变Ag⁺∶PAMAM树形分子的物质的量的比可以精确控制纳米簇的尺寸。AgBr纳米簇/树形分子纳米复合材料在光催化降解甲基橙方面具有很好的催化能力，且随纳米簇的尺寸减小，其催化能力增强。     

金属离子对CdS量子点/聚酰胺-胺树形分子纳米复合材料光致发光性能的影响

以聚酰胺-胺树形分子为模板制备了分散好、尺寸均匀的CdS量子点，并用分光光度滴定法研究了Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺几种金属离子对其光致发光性能的影响。发现不同离子对CdS量子点的发光性能影响不同:Cd²⁺和Zn²⁺使量子点荧光增强，Pb²⁺、Cu²⁺和Mn²⁺使其荧光有不同程度淬灭。这归因于金属离子对CdS量子点表面的修饰作用。Cd²⁺能减少由S^2-悬键构成的非辐射复合中心，增强树形分子对量子点表面缺陷的钝化作用，并能在量子点周围形成类肖特基能垒，从而显著增大CdS量子点的光致发光效率。由于ZnS与CdS的晶格参数非常接近，Zn²⁺能起到与Cd²⁺类似的作用，使CdS量子点的发光效率大大增强。Pb²⁺和Cu²⁺能取代Cd²⁺在CdS量子点表面生成窄带隙的壳层，对其发光有很强的淬灭作用。由于块体PbS的带隙比块体CuS窄，故Pb²⁺的淬灭能力强于Cu²⁺。Mn²⁺能破坏Cd²⁺与PAMAM树形分子的配位键，降低树形分子对CdS量子点表面缺陷的钝化作用，且其本身在量子点表面构成了新的荧光淬灭中心，但Mn²⁺也能形成较弱的类肖特基能垒，故对量子点的发光淬灭作用较弱。     

PAMAM树形分子与Cd2＋的配位作用研究及CdS/PAMAM纳米复合材料的制备与表征

CdS半导体纳米簇具有独特的光、电性能, 如何制备均匀分散的、能够稳定存在的CdS纳米簇是目前的研究热点之一. 以聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为模板, 原位合成了CdS纳米簇. 首先用UV-Vis分光光度法研究了与树形分子的配位机理, 得出G4.5和G5.0的平均饱和配位数分别为16和34, 并发现在G4.5PAMAM树形分子中Cd^2＋主要与最外层叔胺基配位, 在G5.0PAMAM树形分子中Cd^2＋主要与最外层伯胺基配位. 酯端基的G4.5的模板作用要明显优于胺端基的G5.0. 通过改变Cd^2＋与G4.5树形分子的摩尔比可以得到不同粒径的CdS纳米簇. 溶液的pH值对CdS纳米簇影响很大, pH在7.0左右制备的CdS纳米簇粒径小而均匀, 且溶液稳定性高. 用UV-Vis分光光度计和TEM对CdS纳米簇的大小和形貌进行了表征. 结果表明TEM观测CdS纳米簇的粒径要大于用Brus公式的估算值.     

PAMAM树形分子与Cd2＋的配位作用研究及CdS/PAMAM纳米复合材料的制备与表征

CdS半导体纳米簇具有独特的光、电性能, 如何制备均匀分散的、能够稳定存在的CdS纳米簇是目前的研究热点之一. 以聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子为模板, 原位合成了CdS纳米簇. 首先用UV-Vis分光光度法研究了与树形分子的配位机理, 得出G4.5和G5.0的平均饱和配位数分别为16和34, 并发现在G4.5PAMAM树形分子中Cd^2＋主要与最外层叔胺基配位, 在G5.0PAMAM树形分子中Cd^2＋主要与最外层伯胺基配位. 酯端基的G4.5的模板作用要明显优于胺端基的G5.0. 通过改变Cd^2＋与G4.5树形分子的摩尔比可以得到不同粒径的CdS纳米簇. 溶液的pH值对CdS纳米簇影响很大, pH在7.0左右制备的CdS纳米簇粒径小而均匀, 且溶液稳定性高. 用UV-Vis分光光度计和TEM对CdS纳米簇的大小和形貌进行了表征. 结果表明TEM观测CdS纳米簇的粒径要大于用Brus公式的估算值.     

以CdS-ZnS核-壳量子点/聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子纳米复合材料自组装制备发光超薄膜

制备了表面带负电荷的CdS-ZnS核-壳结构量子点/聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子纳米复合材料, 并以其为阴离子, 以聚二甲基二丙烯基氯化铵(PDDA)为聚阳离子自组装制备了光致发光(PL)超薄膜. 对膜的生长均匀性、表面平整性及发光性能进行表征, 发现膜的UV-Vis吸收强度和PL强度随层数增加呈线性增大, 表明每层膜均匀生长; AFM照片表明单个复合层膜非常平整, 10层膜仍具有良好的平整度, 并发出明亮的蓝绿色光.     

紫外光辐照下以PAMAM树形分子为模板制备Ag纳米簇及光致发光性能研究

以G5.0-OH PAMAM树形分子为模板,用紫外光辐照法制备银纳米簇.用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱和共振散射光谱等对所制备的银纳米簇进行了表征.结果表明:用紫外光辐照法可以制备尺寸分布均匀、稳定的银纳米簇;且辐照时间、PAMAM树形分子的浓度及Ag⁺/PAMAM树形分子的摩尔比都会对所制备的银纳米簇产生较大的影响.由于所制备的银纳米簇的粒径小于树形分子的流体力学半径,表明树形分子起到了“内模板”作用.同时研究了银纳米簇的尺寸对其光致发光性能的影响,发现通过调节银纳米簇的尺寸可实现其光致发光的可调性.     

Study on Interaction between Chitosan and CdS Quantum Dots via Photoluminescence Spectra

The interaction between CdS quantum dots and amino polysaccharide chitosan in aqueous solution was studied via photoluminescence (PL) spectra.The surface binding of chitosan with different molecular weight (MW) quenched the luminescence of QDs due to the elimination of radioactive anion vacancy centers.This process fits well with the Perrin model;lower MW chitosan exhibits higher quenching efficiency due to better availability to the surface.     

Optical Characterization of CdS Quantum Dots Nanoparticles Dispersed in Clays

Synthesis, characterization, and the optical behavior of CdS quantum dots nanoparticles were studied confined in clays. An alternative synthesis approach in different natural clays K-10 bentonite, Na-montemorillonite, halloysite, and saponite was carried out. The composite materials were characterized by XRD and FTIR spectroscopy, energy dispersive, scanning, and transmission electron microscopy. After CdS-QDs formation, the synthesized materials became fluorescent with emission wavelengths (average and standard deviation of the maximum wavelength; full width of half maximum): K-10 bentonite-CdS (590 ± 5 nm; 183 nm); Na-montmorillonite-CdS (550 ± 3 nm; 219 nm); saponite-CdS (550 ± 5 nm; 219 nm), and halloysite-CdS (590 ± 8 nm; 185 nm). (Supplemental materials are available for this article. Go to the publisher's online edition of the Journal of Dispersion Science and Technology to view the free supplemental file.)     

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。     

CdS Quantum Dots Nanoparticles Dispersed in Zeolites. Optical Study

Synthesis, characterization, and the optical behavior of CdS quantum dots nanoparticles, confined in zeolites, following a new synthesis approach in different natural zeolites mordenite, clinoptilolite, and syntheticZSM-5, were carried out. The composite materials are characterized by x-ray diffraction, Fourier transmission infrared spectroscopy, energy dispersive, scanning and transmission electron microscopy. After CdS-QDs formation, the synthesized materials become fluorescent with emission wavelengths (average and standard deviation of the maximum wavelength; full width of half maximum): Mordenite-CdS QDs (628 ± 5 nm; 272 nm); clinoptilolite-CdS QDs (585 ± 8 nm; 284 nm), and ZSM-5-CdS QDs (579 ± 4 nm; 214 nm). [Supplemental materials are available for this article. Go to the publisher's online edition of the Journal of Dispersion Science and Technology to view the free supplemental file.]     

Dendronized Cellulose Nanocrystals as Templates for Preparation of ZnS and CdS Quantum Dots

Cellulose nanocrystals (CNC) isolated from bleached bagasse pulp were modified with a second-generation isocyanate dendron (G2-dendron) to prepare dendronized cellulose nanocrystals (DCN). Transmission electron microscopy (TEM), elemental analysis for nitrogen, Fourier transform infrared (FTIR) and ¹³C magic angle spinning nuclear magnetic resonance (¹³C MAS NMR) proved occurrence of the modification of cellulose nanocrystals surfaces. The dendronized cellulose nanocrystals were used as templates for formation of ZnS and CdS quantum dots with uniform diameter at low temperature in water. The prepared DCN/QDs were highly soluble in water. TEM images showed that the size of the prepared quantum dots was about 5 nm in diameter. UV-Visible and fluorescence spectroscopy showed absorption and emission at wavelength values lower than that reported for bulk ZnS and CdS.