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半导体量子点和贵金属团簇是一类新兴的荧光功能材料。在纳米尺度下,可以通过改变其组成、尺寸、形状、晶型和表面,进而控制调变其电学、磁学、光学和其他性质。特别是由于量子限域效应的存在,其光致荧光性能与粒子的尺寸存在极强的关联性。因此,可以简单地通过控制其尺寸精确地控制粒子的光致荧光性能。相较于传统的有机荧光材料,半导体量子点具有量子产率高、化学物理性质稳定、光稳定性好、抗漂白能力强、激发光谱宽等优点。而贵金属团簇则还具有尺寸小、斯托克斯位移大、生物相容性好等优点。这些特点使得半导体量子点和贵金属团簇在能源、检测、发光器件等领域拥有巨大的应用潜力。 本文主要从以下几个方面进行了研究: 一、表面发射黄色荧光CdS量子点(CdS QDs)的合成:以双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠(AOT)为表面活性剂、异辛烷为连续相,形成油包水(W/O)型微乳体系。使用微乳液滴为模板,氯化镉、硫化钠和硫脲为原料,在常温下合成了具有黄色表面发射的CdS QDs。引入十二硫醇作为保护剂增强了CdS QDs的稳定性。使用超临界二氧化碳法,制备了十二硫醇、辛胺、环己胺和苯胺修饰的CdS QDs,将制得的油溶性CdSQDs转移入含有β-环糊精(β-CD)的水溶液中,拓展了CdS QDs的应用范围。最后,还探索了使用硫脲为硫源制备具有强烈蓝色带边发射的CdS QDs的可能性。 通过一系列表征手段对合成的CdS QDs进行表征,发现可以通过微乳液ω值(n水/nAOT)和反应温度,控制CdS QDs的尺寸和表面发射的波长。十二硫醇的加入能显著增强CdS QDs的荧光强度。 二、带边发射蓝色荧光CdS QDs合成:以十四烷酸镉为镉源,硫脲为硫源,油酸为保护剂,利用甲苯/水两相系统和硫脲的热分解控制反应进程,通过调节反应时间和反应物的浓度,可控合成了不同尺寸的具有蓝色带边发射的CdS QDs。 通过对样品的表征发现反应物的比例与浓度对于产物的粒径增长起到决定性作用,而反应温度决定了制备的CdS QDs的粒径的均一性,确定了油酸配体的必要性。实验还探究了CdS QDs粒径生长的过程和乙醇洗涤纯化对于最终产物尺寸分布与荧光光谱的影响。 三、白光发射复合量子点的制备:利用羧基与CdS QDs表面的相互作用,将水溶性的红色荧光罗丹明B和绿色荧光钙黄绿素结合在油溶性的蓝色荧光CdS QDs的表面,构成了具有可控色度的荧光染料-量子点复合粒子。 通过一系列表征手段,分析了反应时间和反应物浓度对于产品色度的影响,确定了产品在白光区的发光特性。同时发现CdS QDs与荧光染料分子间存在荧光共振能量转移(FRET),确定了能量转移效率。最后分析了荧光染料分子在CdS QDs表面的状态和结构。 四、原位合成荧光银纳米团簇:以β-CD的桶状内腔为模板,硼氢化钠为还原剂,在桶状内腔内原位合成了具有红色荧光的纳米银团簇。同时首次发现β-CD包覆的银纳米团簇在铝离子存在的条件下会产生异常的荧光增强现象。 通过一系列的表征手段,分析了产物的组成与结构,确定了β-CD对于因纳米团簇的尺寸生长限制作用。同时测试了铝离子对于产物的荧光增强效果,并初步分析了其作用机理。