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碲化镉量子点粉末的制备和物证检测应用

王春艳  
【摘要】: 诞生于20世纪80年代的纳米科学技术,经过近30年的发展取得了突破性的进展。其中,有关半导体纳米微晶的研究是纳米材料研究的一个重要方向。半导体纳米微晶,又称量子点,因其独特的零维结构显示出了特殊的理化性质及良好的光学性能。相比一般的有机荧光染料,量子点具有量子产率高、激发光谱宽、发射光谱窄、抗光漂白能力强、稳定性及生物兼容性较好等优点。因此,针对纳米量子点的合成和应用研究,受到了许多学科研究工作者的广泛关注。 本论文共分为两部分,第一章是绪论,主要对量子点的基本概念、性质、结构和发光机理、合成方法及其应用等方面的内容进行了介绍。第二章是研究报告,共分为三小节,介绍了分别以谷胱甘肽(GSH)和巯基化壳聚糖为稳定剂合成量子点,并对其进行沉淀、离心、干燥等处理过程制备了能够长期稳定存在的量子点粉末,并应用其对非渗透性及渗透性不同客体上的潜在指纹进行显现,获得了良好的显现效果。同时还讨论了量子点与潜在指纹的相互作用的可能机理。现将研究报告部的内容简要介绍如下: 一、GSH-capped CdS QDs溶液在潜在指纹显现中的应用 这部分实验制备了水溶性的GSH-capped CdS QDs溶液,通过紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱、透射电子显微镜等表征方法对合成的量子点溶液进行表征,发现合成的量子点溶液具有优异的光学性能,透射电镜照片表明所合成的量子点近似球形,粒径分布均匀,在溶液中单分散性良好,同时讨论了反应时间对量子点粒径及发光颜色的影响。应用合成的量子点溶液对非渗透性客体玻璃上用“502”胶熏过的潜在指纹显现,获得了较好的显现效果,同时讨论了量子点与指纹作用的可能机理。 二、GSH-capped CdTe QDs粉末的制备和指纹显现中的应用 GSH-capped CdS QDs溶液的发光颜色随合成时间的延长改变不明显,而GSH-capped CdTe QDs量子点随回流时间的延长经历了从绿色-黄色-橙色-红色-深红色的变化过程,颜色比较丰富。适合背景复杂客体上潜在指纹的显现。因此,本部分主要合成了GSH-capped CdTe QDs,并且将合成的量子点溶液进行离心、干燥等处理得到了不同发光颜色的具有优异光学性能的量子点粉末。再结合粉末法对玻璃、铝片、纸币、纸片上用“502”熏过及未熏过的潜在指纹进行显现,显现出的指纹清晰可辨,反差明显,效果良好。 三、CTS-TGA-capped CdTe QDs粉末在潜在指纹显现中的应用 对分子量为十万左右的壳聚糖水解得水溶性低分子量的壳聚糖,用巯基乙酸对其进行巯基化后作为合成CdTe QDs的稳定剂。荧光光谱表征表明,合成的量子点溶液最大发射波长为546nm,发射峰峰形基本对称,将合成的巯基化壳聚糖修饰的CdTe QDs溶液处理后得量子点粉末后,应用粉末对玻璃、铝片、铜片上用“502”熏过及未熏过的潜在指纹进行显现,均取得了明显的显现效果。


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