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連續(xù)流化學(xué)合成高發(fā)光量子點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)分享

更新時(shí)間:2023-03-23      點(diǎn)擊次數(shù):1205
  近年來(lái),連續(xù)流化學(xué)技術(shù)越來(lái)越受到重視,在新材料領(lǐng)域取得了不少新的研究成果。采用連續(xù)流水相合成高發(fā)光AgInS2及AgInS2/ZnS量子點(diǎn)的優(yōu)勢(shì):
  
  1、更安全、環(huán)保,無(wú)重金屬毒性,可拓展應(yīng)用范圍;
  
  2、突破釜式量子點(diǎn)水相合成工藝的一致性和重現(xiàn)性的挑戰(zhàn);
  
  3、連續(xù)流化學(xué)技術(shù)精確控制反應(yīng)條件,具有生產(chǎn)更嚴(yán)格尺寸控制和更高重現(xiàn)性的量子點(diǎn)的潛力。
  
  接下來(lái)請(qǐng)和小編一起看看,如何通過(guò)連續(xù)流化學(xué)技術(shù),合成高發(fā)光AgInS2及AgInS2/ZnS量子點(diǎn)。
  
  研究過(guò)程:
  
  一、反應(yīng)原液制備
  
  通過(guò)L-谷胱甘肽、InCl3和AgNO3準(zhǔn)備了GSH/In/Ag混合原液,以Na2S或(NH4)2S為原料準(zhǔn)備了硫前驅(qū)體原液,再由L-谷胱甘肽、Zn(OAc)2·2H2O和硫脲準(zhǔn)備了ZnS殼增長(zhǎng)原液。
  
  二、連續(xù)流化學(xué)合成AIS和AIS/ZnS量子點(diǎn)
  

用于合成AIS核和AIS/ZnS核/殼量子點(diǎn)的方案

 

 ?。≒:泵;T:T型混合器,TR:管狀反應(yīng)器,BPC:背壓控制器,SC:樣品收集器)
  
  在AIS核量子點(diǎn)合成中,以等體積的GSH/In/Ag原液和硫前驅(qū)體溶液為反應(yīng)原料,通過(guò)進(jìn)料泵輸送至反應(yīng)器中,測(cè)試不同的反應(yīng)條件:溫度(80、100、120和150℃)、壓力(3、5和8bar)、停留時(shí)間(8、10、15和30min),并以(NH4)2S作為硫前驅(qū)體進(jìn)行了相同測(cè)試。
  
  在AIS/ZnS核/殼量子點(diǎn)合成中,將AIS核量子點(diǎn)和殼前驅(qū)體原液分別通過(guò)進(jìn)料泵輸送至反應(yīng)器中,測(cè)試了如下反應(yīng)條件:溫度(100和120℃)、壓力(3和5bar)、停留時(shí)間(8、10和15min)。
  

紫外-可見(jiàn)吸收光譜

 

  上圖分別表征了不同反應(yīng)溫度(停留時(shí)間8min、壓力3bar)、停留時(shí)間(溫度100℃、壓力3bar)、壓力(停留時(shí)間8min、溫度100℃)和硫前驅(qū)體種類(停留時(shí)間8min、溫度100℃)對(duì)合成的AIS納米晶核熒光性質(zhì)的影響。
  

 

  上圖分別表征了不同的殼增長(zhǎng)前驅(qū)體用量、ZnS殼增長(zhǎng)原液pH值和AIS納米晶核種類對(duì)合成的AIS/ZnS核/殼量子點(diǎn)熒光性質(zhì)的影響。
  

改變不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)AIS/ZnS核/殼量子點(diǎn)合成的匯總

 

  上表為AIS/ZnS核/殼量子點(diǎn)不同的合成條件,其中以Zn(Ac)2為前驅(qū)體,在反應(yīng)溫度100℃、AIS核量子點(diǎn)和殼前驅(qū)體原液比例1:1、停留時(shí)間15min的反應(yīng)條件下,所得產(chǎn)物能達(dá)到83%的熒光量子產(chǎn)率。
  

AIS核和AIS/ZnS核/殼納米晶體的透射電鏡圖

 

  通過(guò)透射電鏡對(duì)所合成的量子點(diǎn)產(chǎn)物進(jìn)行表征,AIS核量子點(diǎn)的平均粒徑為1.67±0.6nm,AIS/ZnS核/殼量子點(diǎn)的平均粒徑為2.35±0.8nm。
  
  研究小結(jié)
  
  通過(guò)流動(dòng)化學(xué)水相合成法制備了AIS和AIS/ZnS核/殼量子點(diǎn),該方法可確保高發(fā)光樣品合成的高重現(xiàn)性;對(duì)連續(xù)流實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了高效優(yōu)化,所合成的AIS/ZnS核/殼量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率高達(dá)83%。
  
  AIS核量子點(diǎn)相對(duì)較高的熒光量子產(chǎn)率(平均32%)可歸因于供體-受體對(duì)的重組過(guò)程中缺陷態(tài)的高密度;該連續(xù)流化學(xué)合成工藝非常穩(wěn)健,易于放大,可用于生產(chǎn)高發(fā)光、不含有毒重金屬的AIS/ZnS核/殼量子點(diǎn)并可應(yīng)用于照明、顯示和(生物)檢測(cè)等各種場(chǎng)景。
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