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CdSe量子点的制备及其发光性能的研究

作　者: 徐东
导　师: 张虎成
学　校: 河南师范大学
专　业: 物理化学
关键词: CdSe量子点合成光活化作用荧光量子产率
分类号: O614.242
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 205次
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内容摘要

量子点(QDs)是半导体纳米晶,是一种很好的无机荧光材料,由于其高的荧光效率和显著的量子尺寸效应而被广泛研究。近年来,对半导体CdSe量子点的研究蓬勃发展,在很多领域得到广泛应用并发挥重要作用。在有机相无氧高温条件下合成的CdSe量子点,具有单分散好、尺寸可控、发光性能好的优点。但是这些量子点不溶于极性溶剂,从而限制了它们在生物检测、生物传感器和生物工程等领域中的应用。为了使CdSe量子点得到更广泛的应用,近年来人们已尝试采用各种对CdSe量子点表面修饰的方法来扩展量子点的用途。为了改善CdSe量子点在极性溶剂的发光性能,本论文的研究工作主要有以下三个方面:(1)采用经典的CdSe量子点合成方法,制备出的量子点用荧光光谱仪,紫外可见光谱仪,透射电子显微镜对合成的CdSe荧光量子点表征,结果显示量子点粒径在3.5nm左右,单分散性好,荧光效率高,第一激子吸收峰在570nm左右,得到了高质量的CdSe量子点,与文献报道相一致。影响量子点质量的因素很多,通过优化实验条件,表明了合成量子点时选用十八胺(ODA)作为包覆剂,硒和镉的比例为10 : 1,能够得到高质量的量子点。(2)首次使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作包覆剂取代ODA制备出CdSe/PVP量子点,把量子点从非极性有机溶剂转移到极性溶剂中,但是在极性溶剂中的量子点发光性能减弱,这说明溶剂及其极性对量子点发光影响很大。研究发现:CdSe/PVP量子点经过紫外光照射后可以改善其发光性能,尤其是在甲醇中的量子点经过光照射后,量子产率增加非常显著,并利用多种实验方法,剖析了量子点荧光增强的机理。(3)在CdSe/PVP量子点的甲醇溶液中加入过氧化二叔丁基(DTBP),促使量子点经紫外光照射后的量子产率比未加入DTBP的量子点得到进一步增加。研究表明:DTBP的用量也影响着量子点发光,当DTBP的比例较小时,氧化能力不强,量子产率增加不明显,随着DTBP的增加,量子点发光不断增强,当CdSe : DTBP = 1 : 300时,量子产率增加最多,说明这是CdSe和DTBP的最佳配比。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-26
  1.1 纳米材料的简述  10-11
  1.2 量子点的简述  11-23
    1.2.1 量子点的类型  12
    1.2.2 量子点的发光性质  12-14
    1.2.3 量子点的光活化  14-16
    1.2.4 疏水量子点的光活化  16-17
    1.2.5 亲水性量子点或水溶性量子点的光活化  17-19
    1.2.6 影响光活化过程的变量  19-21
    1.2.7 光活化过程的可逆性  21
    1.2.8 量子点的光稳定性  21-23
  1.3 本论文研究目的和意义  23-26
    1.3.1 本论文研究的目的和意义  23
    1.3.2 本论文的研究内容  23-26
第二章 CdSe/ODA 荧光量子点的合成  26-34
  2.1 实验部分  26-29
    2.1.1 实验仪器与设备  26-27
    2.1.2 实验试剂  27
    2.1.3 CdSe 量子点的合成  27-28
    2.1.4 CdSe 量子点的表征  28-29
  2.2 结果与讨论  29-32
    2.2.1 CdSe/ODA 量子点的粒径  29-30
    2.2.2 CdSe/ODA 量子点的量子产率  30-32
  2.3 小结  32-34
第三章 CdSe/PVP 量子点的合成及其发光性能  34-52
  3.1 实验部分  34-37
    3.1.1 实验试剂  34-35
    3.1.2 实验仪器与设备  35
    3.1.3 CdSe/PVP 量子点的制备  35-36
    3.1.4 CdSe/PVP 量子点的表征  36-37
  3.2 结果与讨论  37-51
    3.2.1 CdSe/PVP 量子点表面上配体的红外谱图分析  37-39
    3.2.2 CdSe/PVP 量子点的热分析  39-41
    3.2.3 CdSe/PVP 量子点在不同溶剂中粒径的测定  41-43
    3.2.4 介质对CdSe/PVP 量子点发光性能的影响  43-46
    3.2.5 CdSe/PVP 量子点在甲醇中的光活化  46-51
  3.3 小结  51-52
第四章过氧化物对CdSe/PVP 量子点发光性能的影响  52-62
  4.1 实验部分  52-53
    4.1.1 实验仪器与设备  52
    4.1.2 实验试剂  52
    4.1.3 CdSe/PVP 量子点-DTBP 试样的制备  52-53
    4.1.4 CdSe/PVP 量子点-DTBP 试样的测试与表征  53
  4.2 结果与讨论  53-60
    4.2.1 DTBP 对CdSe/PVP 量子点荧光光谱的影响  53-56
    4.2.2 DTBP 对CdSe/PVP 量子点紫外可见光谱的影响  56
    4.2.3 CdSe/PVP 量子点-DTBP 体系的红外光谱分析  56-58
    4.2.4 CdSe/PVP 量子点-DTBP 体系的XPS 分析  58-60
  4.3 小结  60-62
第五章结果与展望  62-64
参考文献  64-71
致谢  71-72
攻读硕士期间的科研成果  72-73

CdSe量子点的制备及其发光性能的研究

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