CdTe@SiO2核壳量子点的合成与表征

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在本论文中首先介绍了半导体纳米晶独特的物理化学性质及其合成发展的历史,以及其在生物医学领域应用中存在的一些问题,最后给出了目前解决这些问题的方法并阐明了本文的研究意义和主要的研究内容。接着研究了CdTe纳米晶的水相合成。本文中选择常见的巯基丙酸(MPA)作为稳定剂,通过不同的回流时间制备得到不同尺寸的量子点。经过分析测试发现,制备得到的CdTe纳米晶尺寸均匀,发光质量高。然后利用反相微乳液方法制备得到了具有明显核壳结构的CdTe@SiO2的荧光复合粒子。利用透射电子显微镜(TEM)、荧光分光光度计以及紫外可见光分光光度计对制备的纳米粒子进行表征。研究了未包裹的CdTe量子点与核壳型CdTe@SiO2纳米复合粒子分别对pH及离子强度的耐受性。研究发现普通的未加包覆的CdTe量子点在pH<4的情况下,开始沉淀,pH<2时由于CdTe纳米晶开始分解导致荧光完全淬灭;而对于CdTe@SiO2纳米复合物,由于SiO2壳层的存在,使其发光在pH=2.0左右时仍能保持原来的27%。这说明SiO2壳可以很好的保护CdTe量子点的荧光发射,提高其稳定性。在不同的离子强度的溶液中,CdTe@SiO2比单独的CdTe要稳定,当NaCl浓度达到200mM时,CdTe@SiO2复合纳米粒子的荧光几乎没有变化;而对于CdTe量子点其荧光则下降的很明显。由于这些优点,使其在生物领域具有广泛应用,像生物标记、细胞成像。论文最后则研究了CdTe@SiO2纳米复合物中SiO2壳厚度的控制。当所有的其他参数保持不变时,一种简单的用来描述SiO2壳的厚度与正硅酸乙酯(TEOS)的体积之间关系的线性关系被推导出来。结果表明,当TEOS的体积在5-200微升时,所得到的CdTe@SiO2纳米复合粒子具有明显的核壳结构,并且推导出的线性方程能够很好的描述SiO2壳厚度与TEOS体积之间的关系。如果TEOS的体积小于2微升,那么将得不到所需的结构,当TEOS的体积大于200微升时,由于反相微乳液形成的“水池”的尺寸限制,CdTe@SiO2粒子的尺寸变化不再明显。  
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