[发明专利]水溶性无毒双荧光发射的Cu;Mn:ZnSe量子点及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种水溶性无毒双荧光发射的Cu,Mn:ZnSe量子点及其制备方法和用途，Cu,Mn:ZnSe量子点的制备方法包括：制备Zn前驱体溶液；步骤二，制备量子点溶液；步骤三，制备Cu,Mn:ZnSe量子点：之后将步骤二制备的量子点溶液移入冰水浴中，并向溶液中通入氮气直到反应结束；除氧后将新鲜制备的NaHSe溶液注入到混合溶液中生长5min，再将混合溶液加热到90℃，将步骤一制备的Zn前驱体溶液注入到混合溶液中，再回流反应，反应结束后得到Cu,Mn:ZnSe量子点。本发明制备的Cu,Mn:ZnSe量子点具有无毒环保和生物亲和性强等优势。本发明操作简单、价格低廉、易操作、重现性好、灵敏度高。

技术领域

本发明涉及水溶性荧光量子点制备和有毒金属离子探测的技术领域，具体涉及具有双荧光发射峰无毒水溶性Cu,Mn:ZnSe量子点的制备方法及其对镉离子的探测。

背景技术

相比于传统的荧光粉，量子点具有发光波长随尺寸可调、发光光谱带狭窄、吸收范围大、表面官能团可选择等优势，因此在发光器件、生物检测、太阳能电池等领域中的应用日益广泛，并有望落实国家稀土资源保护战略的贯彻执行。早期的量子点研究都是以Cd类量子点为主，因为其在可见光区具有优异的荧光性能。但其重金属有毒性逐渐限制了其应用，而被ZnSe类量子点所取代。但由于ZnSe为宽禁带材料，单纯通过调节量子点尺寸的方法来调节荧光发射波长的范围有限，因此需要通过向ZnSe类量子点掺杂不同的杂志离子实现ZnSe类量子点荧光在可见光范围的全光谱覆盖。过度金属元素掺杂的ZnSe量子点具有良好的生物亲和性和较大的斯托克斯位移，且由于其并未掺杂镉离子，更是成为了一种探测镉离子浓度的潜在材料。因此，迫切需求一种荧光性能强、荧光稳定性强、对微量镉离子能有灵敏反应的ZnSe类量子点。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种水溶性无毒双荧光发射的Cu,Mn:ZnSe量子点及其制备方法，以满足对于荧光性能强、荧光稳定性强、对微量镉离子能有灵敏反应的ZnSe类量子点的需求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种水溶性无毒双荧光发射的Cu,Mn:ZnSe量子点的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，制备Zn前驱体溶液：将巯基丙酸原液加入到Zn(NO₃)₂溶液，并通过NaOH溶液将其pH值调节到某一值；

步骤二，制备量子点溶液：将巯基丙酸原液、CuCl₂溶液和MnCl₂溶液混合，并利用NaOH溶液将其pH值调节到某一值；

其中，Zn前驱体溶液的pH值与量子点溶液的pH值保持一致；

步骤三，制备Cu,Mn:ZnSe量子点：之后将步骤二制备的量子点溶液移入冰水浴中，并向溶液中通入氮气直到反应结束；除氧后将新鲜制备的NaHSe溶液注入到混合溶液中生长5min，再将混合溶液加热到90℃，将步骤一制备的Zn前驱体溶液注入到混合溶液中反应，然后再回流反应，反应结束后得到Cu,Mn:ZnSe量子点。

步骤一和二中，所述Zn前驱体溶液pH值与量子点溶液pH值均为11。

步骤二中，CuCl₂与MnCl₂的摩尔比为1:2。

步骤三中，将Zn前驱体溶液注入到混合溶液中反应的时间为10min，回流反应的时间为2h。

一种由上述的方法制备的水溶性无毒双荧光发射的Cu,Mn:ZnSe量子点。

本发明的第二个目是利用双荧光发射Cu,Mn:ZnSe量子点的荧光强度以及双荧光发射峰荧光强度的比率对镉离子进行双重探测，利用同一量子点实现对镉离子的探测和矫正。

为实现第二个目的，所采用的技术方案是：