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《山东大学》 2009年
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控温微波合成CdTe量子点及其检测重金属离子(Hg~(2+),Ag~+)的应用

段俊玲  
【摘要】: 量子点(quantum dots),又称半导体纳米晶体,由于量子尺寸效应和介电限域效应使它们具有独特的光致发光性能。与传统的有机荧光染料相比,量子点具有量子产率高,光化学稳定性高,不易光解等优良的光学特性。有关IIB-VIA族半导体量子点的合成和应用一直以来都是研究的热点。其中,CdTe是一种很重要的IIB-VIA族半导体量子点。目前,合成量子点的方法主要有两种:一种是有机相合成,这种方法得到的量子点由于外层包有一层有机分子而不能直接应用于生物体系。另一种是水相合成。所生成的量子点具有很好的水溶性、稳定性和生物相容性。由于量子点的发光受量子点表面态的影响,因而量子点的表面与给定物质之间的相互作用可以引起发射光谱的变化。在此基础上,建立了量子点光学传感器。目前,离子对量子点荧光的影响引起了广泛注意,特别是建立检测对人类健康及环境有严重危害的重金属离子传感器显得尤为重要。本论文在水相条件下,合成了水溶性的CdTe量子点。在此基础上,发展了以水溶性CdTe量子点作为离子探针检测重金属离子的应用。论文主要内容归纳如下: 1.发展了一种条件温和的水相法来制备高量子产率的水溶性CdTe量子点。在微波水热还原条件下,以Na_2TeO_3作为碲源,利用一步法直接合成MPA包覆的CdTe量子点。使用这种方法,可在几分钟到几十分钟内快速合成出发射波长从绿光到红光的一系列CdTe量子点。合成的CdTe具有很高的量子产率(40-60%)。采用透射电镜图(TEM)、高分辨透射电镜图(HRTEM)、X-射线衍射图(XRD)、紫外吸收以及荧光光谱对该量子点进行表征。测试结果显示,所合成的量子点粒径均一、尺寸分布窄。高量子产率的量子点的稳定性比较好,保存63天,几乎没有光学性质的变化。讨论了反应温度、时间,反应体系的pH值和反应物的摩尔比对CdTe纳米粒子光谱性质的影响。同时,发展了一种利用MPA包覆的水溶性CdTe量子点作为荧光探针检测无机Hg~(2+)的荧光分析法。在8.0×10~(-9)mol/L-2.0×10~(-6)mol/L浓度范围内,CdTe量子点的荧光猝灭程度与Hg~(2+)离子浓度存在很好的线性关系,检出限为2.7×10~(-9)mol/L,这种方法具有较高的灵敏性和选择性。 2.本文选择无毒且具有生物相容性的明胶作为修饰剂,利用微波辐射法制备了CdTe量子点,对其进行了X-射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、吸收光谱(UV-vis)和荧光光谱(PL)的表征。并将其作为银离子的传感器。利用其有效官能团与银离子作用,进行荧光光谱测定,建立了简单快速测定银离子的方法。这种方法具有较高的灵敏性和选择性。通过荧光光谱,吸收光谱初步探讨了Ag~+猝灭量子点的机理,有望提供一种新型的金属离子传感器。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O614.242

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