[发明专利]一种室温合成尺寸可控的金属硫化物量子点的方法

说明书

本发明公开了一种室温合成尺寸可控的金属硫化物量子点的方法，涉及量子点材料可控制备技术领域，所述方法包括以下步骤：步骤1、采用可逆相转移技术制备含金属‑胺络合物的金属‑胺络合物油溶液；步骤2、制备含硫源的单胶束反相微乳液；步骤3、通过将所述金属‑胺络合物油溶液逐滴加入到所述单胶束反相微乳液中合成所述金属硫化物量子点；通过调整所述步骤1中的所述金属‑胺络合物的用量和所述步骤2中的所述硫源的用量调控所述金属硫化物量子点的尺寸。本发明提供的合成方法所制备的金属硫化物量子点具有尺寸均一性和大小可控性。

技术领域

本发明涉及量子点材料的制备技术领域，尤其涉及一种室温合成尺寸可控的金属硫化物量子点的方法。

背景技术

近年来，金属硫化物量子点的优异性质引起了人们的广泛关注，在光催化降解有机污染物及产氢、量子点敏化太阳能电池、生物体内体外荧光成像、传感器等方面中得到了广泛的应用。其中小尺寸、窄分布和表面改性是提高其性能的关键因素。然而，这类产品的合成面临着粒度分布广、产量较低、生产成本高、工艺污染大等问题。

制备尺寸可控的金属硫化物量子点已成为近年来的研究热点。据报道，许多研究小组已经用各种方法合成了金属硫化物量子点，如驱体热解法、多元醇法、相转移法、反相微乳液法和热注射法等。Du(Y.Du,B.Xu,T.Fu,M.Cai,F.Li,Y.Zhang,Q.Wang,J.Am.Chem.Soc.,132(2010)1470-1471)报道了前驱体热解法利用单源前驱体Ag(DDTC)[(C2H5)2NCS2Ag]在200℃加热的方法制备Ag2S量子点的策略，所制备的Ag2S量子点是单分散的，大小为10.2nm左右。前驱体热解法合成过程简单，但是此过程需要高温的条件。Kozhevnikova(N.S.Kozhevnikova,A.S.Vorokh,E.V.Shalaeva,I.V.Baklanova,A.P.Tyutyunnik,V.G.Zubkov,A.A.Yushkov,V.Y.Kolosov,J.Alloys Compd.,712(2017)418-424)在AgNO3、Na2S和氨水NH3.H2O水溶液简单混合的基础上，开发了一种一锅非注入无机法合成水溶性Ag2S量子点，制备的Ag2S量子点分散均匀，平均粒径为30nm左右。这一方法合成过程简单，但是颗粒尺寸较大。由于Ag2S的超低溶解度(Ksp(Ag2S)＝6.3×10-50)特性，Ag+和S2-相遇反应迅速，极易团聚，颗粒尺寸难以控制，粒径分布不均匀。一般在制备工艺中引入表面活性剂，来控制颗粒的团聚和尺寸分布，效果也不太理想。综上所述，寻求一种生产工艺简单、纳米颗粒大小可控的工业化生产方法仍然是Ag2S量子点材料研究领域的一个重大难题。申请人前期发明了一种尺寸可控的硫化银量子点的合成方法(CN201910040336.3)，采用反相微乳液体系，将含有S2-离子的硫源溶于水相均匀分散于油相而成为纳米液滴，将硫源与油相成功隔离的同时水相纳米液滴兼作纳米反应器。借助于助溶剂将银离子溶解于油相溶剂中，将其滴入反相微乳液体系，制得小尺寸硫化银量子点。由于银离子在助溶剂中的溶解稳定性较差，导致银离子在助溶剂及烷烃溶剂中的溶解条件苛刻，制备周期较长，制备效率较低。另外该方法也不适合于其他金属硫化物量子点的制备。

因此，本领域的技术人员致力于开发新的制备方法，力争得到一种通用方法合成小尺寸金属硫化物量子点，同时使得制备的金属硫化物量子点尺寸可控，提高制备效率，方便材料的后续应用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种室温合成尺寸可控的金属硫化物量子点的方法。

本发明以有机胺为相转移剂，采用可逆相转移技术制备具有水/油两相双重溶解性的金属-胺络合物，可以快速均匀地制备出多种金属前驱体油溶液，该油溶性前驱体可以方便地加入反相微乳液体系体相中，并自发均匀地向水性胶束液滴扩散。