[发明专利]2-巯基乙醇为配体的铜铟硫三元量子点的合成及应用

说明书

本发明公开了一种2‑巯基乙醇为配体的铜铟硫三元量子点的合成及应用，2‑巯基乙醇完全溶解于蒸馏水，氮气保护下，加入CuCl₂·2H₂O和InCl₃·4H₂O，得混合溶液；边搅拌边滴入NaOH溶液，至混合溶液的pH值为10.5～11.0；搅拌，加硫脲，再搅拌，得反应液；反应液在一定温度下反应，取出，冷却至室温，得澄清液；加入无水乙醇，重复离心，循环洗涤除污染物，真空干燥沉淀物，研磨，制得铜铟硫三元量子点；该三元量子点应用于太阳能电池和生物光学成像材料中。该合成方法合成时间短、绿色环保，原料廉价、低毒环保可直接用于生物体系。

技术领域

本发明属于生物化学技术领域，涉及一种2-巯基乙醇为配体的铜铟硫三元量子点的合成方法；本发明还涉及一种该合成方法合成的三元量子点的应用。

背景技术

量子点（Quantum dots，QDs）又称半导体纳米晶，呈近似球形，其三维尺寸在2～10nm范围内，具有明显的量子效应。量子点一般由II-VI族元素（如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等）或III-V族元素（无镉量子点，如InP、InAs等）等半导体材料构成，也可由两种或两种以上的半导体材料构成核/壳结构（如常见的CdSe/ZnS核/壳结构量子点等）。量子点（QDs）是介于宏观体相及微观分子之间的物质状态，近年来受到研究者的强烈关注，被认为是具有广泛发展空间的材料，并在人们日常生活中实现广泛的应用，例如生物标记、传感器、激光灯、发光二极管，以及医学材料等。是具有荧光性能的半导体纳米晶（NCs），其半径小于或者接近于材料的Bohr激子半径。当前针对含Cd的量子点己有广泛报道，但是重金属固有的毒性严重限制了其应用。I-III-VI型QDs，是近些年出现的一种新型QDs，克服了传统QDs包含对环境和生物体系毒性较大的重金属元素（镉或铅）的问题，可以有效地降低QDs的生物毒性和对环境污染，扩大了它的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种2-巯基乙醇为配体的铜铟硫三元量子点的合成方法，合成低毒性、环保的量子点。

本发明的另一个目的是提供一种上述合成方法合成的三元量子点的应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种2-巯基乙醇为配体的铜铟硫三元量子点的合成方法，具体按以下步骤进行：

1）按摩尔比1︰1～5︰4～20︰10～40，分别取CuCl₂·2H₂O、InCl₃·4H₂O、硫脲（CS(NH₂)₂）和2-巯基乙醇，将2-巯基乙醇完全溶解于蒸馏水中，在氮气保护下，加入CuCl₂·2H₂O和InCl₃·4H₂O，溶液颜色变为浅绿色；边搅拌边滴入摩尔体积浓度为4～5 mol/L的NaOH 溶液，直至溶液的pH值为10.0～11.0；继续搅拌10～15 min后，快速加入硫脲，再搅拌40～50 min，得反应液；

2）反应液转入聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在150～160 ℃的温度下反应20～24 h，取出，自然冷却至室温，得澄清液；

3）按体积比1︰10～12，分别取澄清液和无水乙醇，将无水乙醇加入澄清液中，在7000～8000 rpm的转速下离心10～15 min，离心过程重复三次，循环洗涤除污染物，弃去上清液，沉淀物在50～55 ℃的温度下真空干燥20～24h，研磨，制得铜铟硫三元量子点（CuInS₂ QDs）。

铜铟硫三元量子点合成式如下式所示：

铜铟硫三元量子点的结构表征：