纳米CdS及其量子点的制备和性能研究开题报告

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1、开题报告纳米CdS及其量子点的制备和性能研究一、选题的背景、意义在现今的生物检测领域，荧光标记法已经被广泛应用，成为一种较为成熟的的检测标记法，但现今的方法的激发光谱范围一般较窄，发射峰较宽且拖尾而在实际应用中受到很多限制。所以，现今的科研工作者们正不断探索希望找到更好更简单的标记方法。现在关注度较为高的一种方法是利用量子点作为标记物的荧光标记方法，这些选用为标记物的量子点一般都具有特殊的光电性质，激发带宽，发射谱窄，光稳定性远远高于传统荧光分子，量子点的荧光波长可以通过控制它的大小和组成来调整，因而可获

2、得多种可分辨的颜色，同一种量子点可以实现多色标记。随着研究的不断深入和方法的不断完善，量子点荧光标记技术将得到很大发展，真正实现各种生物分子事件的快速、灵敏、特异的检测追踪，成为揭示生命活动最有力的工具之一。二、相关研究的最新成果及动态CdS是一种典型的Ⅱ-Ⅳ族半导体化合物，室温下其禁带宽度为2.42eV，具有独特的光电化学性能,广泛应用于光化学电池和储能器件,在光致发光、电致发光、传感器、红外窗口材料、光催化等许多领域有着广泛的应用[1-3],其性能与晶粒尺寸和形状等密切相关，因此关于纳米硫化镉的研究引

3、起了许多人的注意。在中国几代科研工作者的不懈奋斗下，中国在CdS的应用研究方面有了长足的发展。在催化领域，曹维良等[4]以光降解苯酚溶液为探针反应，考察了[Cd2+]/[S2-]、表面过剩S2-和表面修饰剂PVP等纳米硫化镉晶粒制备条件对其光催化活性的影响，得出了制得的样品的光催化效应的大小与Cd2+、S2-和PVP浓度的关系。陈友存等[5]将纳米硫化镉用于甲基橙溶液的脱色反应，研究表明随着硫化镉剂量的增加，其对甲基橙光催化降解速率加快，当硫化镉剂量超过1.0g/L时，降解效率反而降低。这主要是因为催化剂

4、量太少时，光源产生的光子能量不能被充分利用，反应速度慢，而催化剂量过多时,则会引起光散射,影响溶液的透光率，也将减慢反应速率；光催化反应随着温度升高，降解时间变短，降解速度变快。章伟光等[6]将纳米硫化镉颗粒加入甲醇乙醇中发现纳米硫化镉颗粒能明显的提高两者的光催化反应速率，是反应能够进行，释放出CH3-CHOH或CH2OH。在发光领域也有一定的突破。唐爱伟等[7]用CdS对CdSe进行表面修饰以后的发光强度明显提高，发射光谱和吸收光谱都有红移现象，不同粒径颗粒的吸收峰的位置也有所不同，并且，核壳结构的量子

5、点能够明显减少纳米颗粒的表面缺陷，大大提高了发光效率。姬彦玲等利用旋转涂膜在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底制备了不同含量CdS与聚乙烯基咔唑(PVK)复合结构薄膜，结果发现：随着CdS纳米棒含量的增加,荧光猝灭增强和光电压信号增强,这说明PVK与CdS发生了界面电荷转移，增加了载流子产生效率，提高了光电转换效率[8]。魏芳弟[9]等研究表明用疏萘剂修饰的纳米硫化镉微粒，具有较强的发光特性，随着条件的改变，纳米微粒的发射波长红移100nm。纳米硫化锌的制备液相法主要有微乳法(或反胶束法)、乳状液法、水热合成

6、法、乳状液法、(快速)均匀沉淀法、溶胶一凝胶法、金属配合物热降解法等，液相法生成的纳米颗粒具有粒径细小、化学组成和粒径大小易于控制等特点。制备纳米材料的方法主要有物理法和化学法两大类。物理法包括电沉积(ED)、喷涂(SP)和物理气相沉积(PVD)等方法,可制得粒径易控的纳米粒子,但因所需设备昂贵而限制了它的广泛应用;化学法主要有LB膜法、热分解法、微乳法、溶胶-凝胶法等,其中用于制备纳米CdS薄膜的方法有化学沉积(CBD)、分子束外延(MBE)、有机金属化学气相沉积(MOCVD)等。而制备硫化镉纳米晶的方

7、法有：（1）水热法水热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用水溶液或有机溶剂作为反应体系,通过将反应体系加热到临界温度(或接近临界温度),在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备的一种有效方法。杜娟等[10]用CdSO4和Na2S溶液作原料自压式聚四氟乙烯反应釜中均匀混合反应制得平均粒径为5nm的立方形纳米硫化镉，用CdSO4和硫代乙酰胺溶液作原料水热法合成反应制得平均粒径为26.6nm的六边形纳米硫化镉，用CdSO4和硫代乙酰胺作原料无水乙醇作溶剂自压式聚四氟乙烯反应釜中均匀混合反应制得平均

8、粒径为22.2nm的立方形纳米硫化镉。陈友存等[11]以CdSO4和Na2S为主要原料，分别在水热体系和油酸体系中制备了纳米CdS颗粒粒径约为10nm和4.6nm。水热法主要缺点是设备要求高，反应控制条件要求高。（2）模板法模板法具有实验装置简单、操作容易、形态可控、适用面广等优点，可以合成更多特殊形态的纳米粒子。丛日敏等[12]以酯端基的4.5代PAMAM树形分子为模板,合成了分散性好、尺寸分布窄、发紫光的CdS量子点，平均