基于液滴微流控界面合成Ag2S/ZnS核壳量子点

作     者：曾玉梅 

作者单位：武汉大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张志凌

授予年度：2020年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：Ag2S/ZnS核壳量子点 界面合成 液滴微反应器 控制 在线监控 

摘      要：近年来,近红外量子点由于在近红外光区的深组织成像和低自发荧光而在活体成像、诊断、光热治疗等领域受到广泛的关注。银硫系量子点由于带隙窄,因此适合在近红外二区成像。由于不含Cd、Hg、Pb等有毒元素且溶度积常数极低,因而具有良好的生物相容性。然而,银硫系量子点的量子产率远不如Cd Se、Pb S等量子点,严重限制其发展。研究发现包覆ZnS壳层可以有效的提高量子点的荧光性能,且壳层的厚度对量子点的荧光性能有着重要的影响。由于晶格错配率较大,银硫系核壳量子点的合成方法较少,主要为交替离子层吸附法和微波法。交替离子层吸附法能够有效避免壳层前体单独成核,但操作复杂、难以精确控制壳层厚度。微波法合成的量子点粒径大且单分散性差。液滴微流控作为可控合成的有利平台,具有传质传热快、试剂消耗小、重复性好、反应条件易控制等优点,结合其他设备可监控其反应过程。液滴巨大的比表面积更利于界面反应的进行,并且纳米粒子在界面处的吸附、液滴内外流体循环使得界面处的反应更加快速。基于此,本文的工作如下:(1)利用界面合成法在液滴微反应器中制备出AgS/ZnS核壳量子点,同时对壳层厚度进行了调节,并研究了不同壳层厚度对其荧光性能的影响。分散相为AgS的水相溶液,油相为含有Zn(Ac)-OAm前体的矿物油溶液,在流聚焦口形成稳定的液滴,在常温下连续快速地合成了AgS/ZnS核壳量子点。通过改变Zn(Ac)-OAm前体、NaS溶液的浓度,调控了AgS/ZnS核壳量子点的壳层生长,得到了不同壳层厚度(0-2.58层)的AgS/ZnS量子点,并研究了壳层厚度对量子点荧光性能的影响。(2)结合微流控平台和荧光倒置显微镜、光纤光谱仪,优化了在线采集参数,实现对AgS/ZnS核壳量子点合成过程的在线监控。测定了消光系数,研究了芯片中荧光强度和量子点颗粒浓度的关系。在这个基础上研究反应过程,探究水相转移过程的动力学过程。