论文总字数：23150字

摘 要

本文主要是采用微波辅助水热法制备得到CdTe量子点，并对不同工艺条件下制得的量子点的荧光性能进行探究，从而确定最佳合成工艺。然后用静电自组装法将合成的CdTe量子点包覆于PS微球表面制成CdTe@PS复合材料，并对其荧光性能进行表征。本文首先以量子点和聚合物-量子点纳米材料的相关知识为课题背景，简单介绍了量子点的性质、制备方法及国内外的应用和发展现状。然后介绍了用微波辅助水热法制备CdTe量子点样品，用静电自组装法合成了CdTe@PS复合材料的实验过程，最后分析比较了它们的荧光性能。

结果表明，一定范围内，随着温度的升高或者是反应时间的延长，CdTe量子点的荧光强度逐渐升高，荧光图谱发生红移。通过微波辅助水热法制备CdTe量子点最适合的反应温度为100^oC。通过对不同pH值下的CdTe量子点的表面电位分析可得，量子点在进行包覆时合适的pH值范围为7.8-8.4。使用透射电子显微镜观察可得CdTe量子点包覆于PS微球表面后尺寸形貌均一，分布良好。同时与CdTe量子点相比，CdTe@PS复合材料的荧光强度更大，荧光寿命更长。

关键词：CdTe量子点 微波辅助水热法 CdTe@PS复合材料 荧光性能

Preparation and Fluorescence Properties of CdTe@PS Composites

Abstract

In this paper, CdTe QDs were prepared by microwave-assisted hydrothermal method, and the fluorescence properties of the quantum dots prepared under different process conditions were investigated to determine the best synthesis process. Then, CdTe@PS composites were fabricated on the surface of PS microspheres by electrostatic self-assembly technique, and their fluorescence properties were characterized. In this article, the knowledge of quantum dots and polymer-quantum dots nanomaterials is taken as the background. The properties, preparation methods, applications and developments at home and abroad of quantum dots are briefly introduced. Then the preparations of CdTe QDs with microwave-assisted hydrothermal method and CdTe@PS composites via electrostatic self-assembly technique were introduced. Finally, their fluorescence properties were analyzed and compared.

The results showed that the fluorescence intensity of CdTe QDs gradually increased with the increase of temperature or the reaction time within a certain range, and the fluorescence spectrum was red-shifted. The most suitable reaction temperature for the preparation of CdTe QDs by microwave-assisted hydrothermal method is 100^oC. By analyzing the surface potential of CdTe QDs at different pH values, we found the appropriate pH range for the quantum dots is 7.8-8.4. Transmission electron microscope observation showed that the CdTe QDs coated on the surface of the PS microspheres have uniform size and excellent distribution. At the same time, compared with CdTe quantum dots, CdTe@PS composites have higher fluorescence intensity and longer fluorescence lifetime.

Key Words: CdTe QDs; Microwave-assisted hydrothermal method; CdTe@PS composite material; Fluorescence properties

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 前言 1

1.2 量子点概述 1

1.2.1 量子点的概念 1

1.2.2 量子点的性质 1

1.2.3 量子点的合成方法 2

1.2.4 量子点的现状与发展 4

1.3 聚合物-量子点纳米复合材料概述 6

1.3.1 纳米复合材料 6

1.3.2 静电自组装方法 6

1.4 本课题的研究目的和研究内容 7

1.4.1 研究目的 7

1.4.2 研究内容 7

第二章 实验方法 8

2.1 CdTe量子点的合成及其荧光性能的研究 8

2.1.1 原料试剂 8

2.1.2 主要实验设备 8

2.1.3 CdTe量子点的制备 8

2.1.4 CdTe量子点表征方法 10

2.2 CdTe@PS复合材料的制备及其荧光性能的研究 10

2.2.1 原料试剂 10

2.2.2 主要实验设备 11

2.2.3 CdTe@PS复合材料的制备 11

2.2.4 CdTe@PS复合材料表征方法 12

第三章 实验数据与分析 14

3.1 反应条件对CdTe量子点的荧光性能的影响 14

3.1.1 反应温度的影响 14

3.1.2 反应时间的影响 15

3.2 pH值对CdTe量子点表面电位的影响 16

3.3 CdTe@PS复合微球形貌与结构 17

3.4 CdTe@PS复合微球自组装制备过程中的ζ电位变化 18

3.5 CdTe@PS复合材料荧光性能的研究 19

3.5.1 CdTe@PS复合材料荧光强度的研究 19

3.5.2 CdTe@PS复合微球荧光寿命的研究 19

第四章 实验结论 21

参考文献 22

致 谢 25

第一章 绪论

1.1 前言

量子点作为一种新型的零维的纳米材料，具有者独特的性质，包括较宽的吸收带、较窄的发射带和良好的光学稳定性，吸引了研究者对其制备、改性及应用研究的极大关注。由量子点粒径小（通常小于10 nm）而产生的量子限制效应致使量子点有着同一种类型的大块晶体所没有的一些新奇特性，例如可以通过改变其尺寸来调控吸收光谱、荧光发射光谱和多激子产生率等等，这些优良特性使得量子点在生命科学领域（如蛋白质组学、细胞生物学、药物筛选等）和半导体器件领域（如发光二极管、存储器、太阳电池等）的诸多领域中有着重要的应用前景^[1-2]。

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