納米CdS及其量子點(diǎn)的制備和性能研究開題報(bào)告

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1、開題報(bào)告納米CdS及其量子點(diǎn)的制備和性能研究一、選題的背景、意義在現(xiàn)今的生物檢測領(lǐng)域，熒光標(biāo)記法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，成為一種較為成熟的的檢測標(biāo)記法，但現(xiàn)今的方法的激發(fā)光譜范圍一般較窄，發(fā)射峰較寬且拖尾而在實(shí)際應(yīng)用中受到很多限制。所以，現(xiàn)今的科研工作者們正不斷探索希望找到更好更簡單的標(biāo)記方法?，F(xiàn)在關(guān)注度較為高的一種方法是利用量子點(diǎn)作為標(biāo)記物的熒光標(biāo)記方法，這些選用為標(biāo)記物的量子點(diǎn)一般都具有特殊的光電性質(zhì)，激發(fā)帶寬，發(fā)射譜窄，光穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)熒光分子，量子點(diǎn)的熒光波長可以通過控制它的大小和組成來調(diào)整，因而可獲

2、得多種可分辨的顏色，同一種量子點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)多色標(biāo)記。隨著研究的不斷深入和方法的不斷完善，量子點(diǎn)熒光標(biāo)記技術(shù)將得到很大發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)各種生物分子事件的快速、靈敏、特異的檢測追蹤，成為揭示生命活動最有力的工具之一。二、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)CdS是一種典型的Ⅱ-Ⅳ族半導(dǎo)體化合物，室溫下其禁帶寬度為2.42eV，具有獨(dú)特的光電化學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于光化學(xué)電池和儲能器件,在光致發(fā)光、電致發(fā)光、傳感器、紅外窗口材料、光催化等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1-3],其性能與晶粒尺寸和形狀等密切相關(guān)，因此關(guān)于納米硫化鎘的研究引

3、起了許多人的注意。在中國幾代科研工作者的不懈奮斗下，中國在CdS的應(yīng)用研究方面有了長足的發(fā)展。在催化領(lǐng)域，曹維良等[4]以光降解苯酚溶液為探針反應(yīng)，考察了[Cd2+]/[S2-]、表面過剩S2-和表面修飾劑PVP等納米硫化鎘晶粒制備條件對其光催化活性的影響，得出了制得的樣品的光催化效應(yīng)的大小與Cd2+、S2-和PVP濃度的關(guān)系。陳友存等[5]將納米硫化鎘用于甲基橙溶液的脫色反應(yīng)，研究表明隨著硫化鎘劑量的增加，其對甲基橙光催化降解速率加快，當(dāng)硫化鎘劑量超過1.0g/L時，降解效率反而降低。這主要是因?yàn)榇呋瘎?/p>

4、量太少時，光源產(chǎn)生的光子能量不能被充分利用，反應(yīng)速度慢，而催化劑量過多時,則會引起光散射,影響溶液的透光率，也將減慢反應(yīng)速率；光催化反應(yīng)隨著溫度升高，降解時間變短，降解速度變快。章偉光等[6]將納米硫化鎘顆粒加入甲醇乙醇中發(fā)現(xiàn)納米硫化鎘顆粒能明顯的提高兩者的光催化反應(yīng)速率，是反應(yīng)能夠進(jìn)行，釋放出CH3-CHOH或CH2OH。在發(fā)光領(lǐng)域也有一定的突破。唐愛偉等[7]用CdS對CdSe進(jìn)行表面修飾以后的發(fā)光強(qiáng)度明顯提高，發(fā)射光譜和吸收光譜都有紅移現(xiàn)象，不同粒徑顆粒的吸收峰的位置也有所不同，并且，核殼結(jié)構(gòu)的量子

5、點(diǎn)能夠明顯減少納米顆粒的表面缺陷，大大提高了發(fā)光效率。姬彥玲等利用旋轉(zhuǎn)涂膜在氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電玻璃基底制備了不同含量CdS與聚乙烯基咔唑(PVK)復(fù)合結(jié)構(gòu)薄膜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著CdS納米棒含量的增加,熒光猝滅增強(qiáng)和光電壓信號增強(qiáng),這說明PVK與CdS發(fā)生了界面電荷轉(zhuǎn)移，增加了載流子產(chǎn)生效率，提高了光電轉(zhuǎn)換效率[8]。魏芳弟[9]等研究表明用疏萘劑修飾的納米硫化鎘微粒，具有較強(qiáng)的發(fā)光特性，隨著條件的改變，納米微粒的發(fā)射波長紅移100nm。納米硫化鋅的制備液相法主要有微乳法(或反膠束法)、乳狀液法、水熱合成

6、法、乳狀液法、(快速)均勻沉淀法、溶膠一凝膠法、金屬配合物熱降解法等，液相法生成的納米顆粒具有粒徑細(xì)小、化學(xué)組成和粒徑大小易于控制等特點(diǎn)。制備納米材料的方法主要有物理法和化學(xué)法兩大類。物理法包括電沉積(ED)、噴涂(SP)和物理氣相沉積(PVD)等方法,可制得粒徑易控的納米粒子,但因所需設(shè)備昂貴而限制了它的廣泛應(yīng)用;化學(xué)法主要有LB膜法、熱分解法、微乳法、溶膠-凝膠法等,其中用于制備納米CdS薄膜的方法有化學(xué)沉積(CBD)、分子束外延(MBE)、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)等。而制備硫化鎘納米晶的方

7、法有：（1）水熱法水熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中,采用水溶液或有機(jī)溶劑作為反應(yīng)體系,通過將反應(yīng)體系加熱到臨界溫度(或接近臨界溫度),在反應(yīng)體系中產(chǎn)生高壓環(huán)境而進(jìn)行無機(jī)合成與材料制備的一種有效方法。杜娟等[10]用CdSO4和Na2S溶液作原料自壓式聚四氟乙烯反應(yīng)釜中均勻混合反應(yīng)制得平均粒徑為5nm的立方形納米硫化鎘，用CdSO4和硫代乙酰胺溶液作原料水熱法合成反應(yīng)制得平均粒徑為26.6nm的六邊形納米硫化鎘，用CdSO4和硫代乙酰胺作原料無水乙醇作溶劑自壓式聚四氟乙烯反應(yīng)釜中均勻混合反應(yīng)制得平均

8、粒徑為22.2nm的立方形納米硫化鎘。陳友存等[11]以CdSO4和Na2S為主要原料，分別在水熱體系和油酸體系中制備了納米CdS顆粒粒徑約為10nm和4.6nm。水熱法主要缺點(diǎn)是設(shè)備要求高，反應(yīng)控制條件要求高。（2）模板法模板法具有實(shí)驗(yàn)裝置簡單、操作容易、形態(tài)可控、適用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以合成更多特殊形態(tài)的納米粒子。叢日敏等[12]以酯端基的4.5代PAMAM樹形分子為模板,合成了分散性好、尺寸分布窄、發(fā)紫光的CdS量子點(diǎn)，平均