[发明专利]利用超支化聚合物超分子纳米反应器制备量子点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工技术领域的制备方法，具体地，涉及一种利用超支化聚合物超分子纳米反应器制备量子点的方法。

背景技术

超支化聚合物分子呈不规则的三维准球形结构，分子中包含线性、支化和末端结构单元，部分官能团位于分子表面，部分存在于分子内部；超支化聚合物具有良好的溶解性，较小的溶液和熔融粘度，具有大量末端官能团和分子内空隙等等。此外，超支化聚合物合成过程简单，可以通过一步法合成。超支化聚合物在药物载体、高分子催化剂、固化剂、无溶剂涂料和聚合物加工助剂等方面具有良好的应用前景，因此引起了高分子科学界的广泛关注。近年来，除了在以上几个领域中的应用研究外，超支化聚合物也开始在聚合物封装、超分子自组装、功能膜材料、纳米晶体的制备等领域崭露头角。

经对现有技术的文献检索发现，目前利用超支化聚合物制备纳米晶体的体系主要分为二大类：一类是利用水溶性超支化聚合物直接制备纳米晶体，NellyPérignon等在《Chem.Mater.》(材料化学，2004年，第16期，4856-4858页)报道了用超支化聚酰胺胺制备纳米Au粒子；另一类是将超支化聚合物封端后在油溶性体系中制备纳米晶体，Stefan Mecking等在《macromolecules》(大分子，2000年，第33期，3958-3960页)报道了用十六烷基酰氯封端的超支化聚醚制备钯纳米粒子。将超支化聚合物和长链脂肪酸复合后可自组装成为两亲性的超分子纳米胶束，然而利用此超分子纳米胶束在水油两相体系中制备尺寸均一的量子点的方法迄今未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种利用超支化聚合物超分子纳米反应器制备量子点的方法。本发明是运用“先组装后封装”的原理，将超支化聚合物和长链脂肪酸复合后自组装成为两亲性超分子纳米胶束，然后利用此超分子纳米胶束在水油两相体系中制备尺寸均一的量子点。由于超支化聚合物和长链脂肪酸的尺寸可调性，所得超分子胶束的尺寸及形态易于控制，从而可用于制备不同尺寸及形态的量子点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括以下步骤：

第一步、将脂肪酸溶解于氯仿中，然后加入端基为胺基的超支化聚合物，磁力搅拌，制得两亲性超分子纳米胶束溶液；其中：脂肪酸浓度为7.5-20毫摩尔/升，超支化聚合物的浓度为1到3毫克/毫升；超支化聚合物中的伯胺与脂肪酸的摩尔比为1：1；

第二步、往第一步中得到的两亲性超分子纳米胶束溶液中加入质量体积浓度为1.6mg/ml的镉前体水溶液，搅拌；镉前体的加入量为3到8毫克；

第三步、搅拌48小时后在分液漏斗中静置存放，分离下层氯仿溶液到反应瓶中；

第四步、通氮气10到15分钟，然后加入2毫升除氧后的Na₂S水溶液到反应瓶中，继续通氮气10分钟，并在常温下搅拌，静置分离可得到CdS量子点的氯仿溶液；其中Na₂S水溶液的浓度为0.39mg/ml到1.17mg/ml。

所述第一步中的超支化聚合物，是指：端基为胺基的超支化酰胺-胺聚合物、聚乙烯亚胺(PEI)、砜-胺聚合物或者酯-胺聚合物。

所述第一步中的脂肪酸，是指：癸酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸或者肉豆蔻酸。

所述第二步中的镉前体是Cd(AC)₂、Cd(ClO₄)₂、Cd(NO₃)₂或者CdCl₂。

本发明利用端基为胺基的超支化聚合物与脂肪酸静电复合组装成的超分子纳米胶束具有大量的空腔和胺基，以其作为模板，可以封装镉前体，进而和硫离子反应而得到CdS量子点。两亲性超分子纳米胶束在此既作为纳米反应器合成CdS量子点，又作为稳定剂对合成的CdS量子点起稳定作用。使用本发明的方法合成的CdS量子点具有较窄的尺寸分布和较好的稳定性。采用该类超分子胶束制备量子点综合了超支化聚合物和量子点的优点，有利于调节量子点的力学、光学、电学等性能。此外，该类超分子纳米胶束具有可逆性，可以通过加入三乙胺或调节pH值等方法破坏该胶束，从而使得在有机体系中合成的CdS量子点可以转移到水相体系。

附图说明

图1CdS量子点的紫外可见光光谱图。

图2CdS量子点的透射电镜图；