[发明专利]一种提高CdTe纳米复合薄膜发光强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能提高CdTe纳米复合薄膜发光强度的方法。具体是在CdTe纳米复合薄膜中掺杂Zn²⁺的方法。用本发明的方法制备的掺杂Zn²⁺的CdTe纳米复合薄膜可以提高在实际应用中的发光强度。

背景技术

CdTe纳米晶具有激发光谱单一、荧光谱线窄、发光效率高、发光颜色可调、可进行多色联合标记等优点。此外，通过改变CdTe纳米晶的尺寸，CdTe纳米晶的发射波长可以覆盖很大光谱范围。CdTe纳米晶的这些优良性质使其在生物医学、光电器件、生物传感器等方面具有广泛的应用前景。目前，有关CdTe半导体纳米晶的制备已有不少的报道，如“水溶性CdTe纳米晶的制备方法及其制备装置”(中国发明专利申请号：03127166.9，公开号：CN1524783)和“可溶于水及有机溶剂的CdTe纳米颗粒的制备方法”(中国发明专利申请号：200710099085.3，公开号：CN101049918)。将CdTe纳米晶以某种方式固定或与其他基体复合组装成纳米尺寸的薄膜不仅可以大大地提高纳米晶的稳定性，进而实现对纳米微粒特性的微观调控，而且还可以进一步扩展其在电致发光器件、显示器、生物传感器等方面的潜在应用。高明远等报道了以电场诱导的静电组装技术在ITO(锡掺杂氧化铟)基底上制备了可用于红色和绿色的电致发光器件的CdTe纳米晶/聚电解质纳米复合薄膜(Journal of Nanoscience and Nanotechnology，2001，1(2)：133-136)。甘礼华等报道了一种制备CdTe纳米复合薄膜的方法(制备聚电解质/CdTe纳米复合薄膜的方法，中国发明专利申请号：200710041832.8，公开号：CN101085840)。提高CdTe纳米晶或CdTe纳米薄膜的荧光强度，可进一步扩展其在实际中的应用。该方法成膜质量较稳定，但发光强度有待提高。至今为止，国内外还没有找到工艺简单的提高CdTe纳米复合薄膜发光强度的方法，这使它的应用产生了很多的问题。因此，探索提高纳米复合薄膜发光强度的方法的研究极具实际意义。

发明内容

本发明的目的是在于公开一种工艺简单、质量稳定、性能优良、能提高CdTe纳米复合薄膜发光强度的方法。用这种方法获得的掺杂金属离子的CdTe纳米复合薄膜可以克服普通CdTe纳米复合薄膜在实际应用中发光强度不高的缺点，为CdTe纳米复合薄膜在发光器件等领域的实际应用打下基础。

为了达到上述目的，本发明在纯CdTe纳米复合薄膜中掺杂Zn²⁺，制备了含Zn²⁺的CdTe纳米复合薄膜。

具体的制备方法是按如下步骤进行的：

第一步，CdTe纳米晶溶胶的制备

先量取硼氢化钠∶碲粉＝1∶1.7-2.0摩尔比，然后将硼氢化钠和碲粉加入反应器中反应，反应器用冰冷却并预留排出口排出反应中产生的氢气。反应2～8h后，碲粉消失，反应器底部生成白色的四硼酸钠沉淀，将反应器内的浮于四硼酸钠沉淀表面的NaHTe溶液，用微量进样器加入到CdCl₂和巯基丙酸(MPA)混合溶液中，在pH＝7～14和氮气保护下，50-110℃回流5min～50h，即得到CdTe纳米晶溶液。

CdCl₂和巯基丙酸(MPA)混合溶液的配比为CdCl₂(∶NaHTe∶MPA＝2∶1∶2～8摩尔比。

第二步，聚苯乙烯微球的制备

量取PVP 去离子水 无水乙醇＝1∶3.8∶23.8质量比，将PVP、去离子水和无水乙醇加入到250mL三颈瓶中，搅拌形成均相体系后，N₂保护下，0.5～5小时后开始缓慢滴加AIBN的苯乙烯单体，滴加完毕后，保持氮气气氛和搅拌速度，在50～100℃下聚合反应12～48h，即得聚苯乙烯微球。

第三步，聚电解质溶液的制备

取PDDA与PSS原液，分别溶于用高纯水配制的浓度为0.01～2.0mol·L^-1的NaCl溶液中，制成浓度均为0.1-20mg/L的PDDA与PSS聚电解质溶液，将PDDA与PSS聚电解质溶液的pH值都调整到6～12。

第四步，高发光强度CdTe纳纳米复合薄膜的制备