作为一种新型的碳纳米材料,由于石墨烯量子点的出现,研究的研究方法和机理已经成为研究人员研究的热点,已经有各种简单有效的方法进行了研究。然而,目前高产量,高品质的GQD还有很长的路要走,自下而上的方法更可控,但步骤繁琐且可操作。其他特殊方法所需的苛刻准备条件更多地限于促进这些方法。此外,许多机械问题还没有得到解决,如光致发光(PL)的起源,影响GQDs带隙的因素,能量关系。论文网
2 实验的基本介绍
2。1 量子点
量子点(QDs)由于其粒径为纳米级。所以它也被称为半导体纳米晶体。到目前为止,还有更多关于CdX量子点的研究(X = S,Se,Te)。
II-VI族的量子点具有合成简单,光学性能优异的特点,引起了越来越多的关注和研究。我们可以选择不同的材料,使得荧光覆盖的量子点可以来自紫外-近红外区域。这可以支持几乎所有生物标志物分子的需要,其非常广泛的光谱覆盖率也有利于在生物分子中使用量子点的多变量标记物。
由于三维空间中的电子被约束和限制,它们也被称为“超原子”,“超晶格”,“量子点原子”或“人造原子”。这是20世纪90年代提出的一个新概念。量子点的结构是半导体纳米的结构。这种结构是由于价带空穴 ,导带电子和激子在三个空间方向被窒息产生。这种约束的原因是静电电位,半导体材料的界面,半导体表面或上述的组合。
2。1。1 有机体系中的合成
在该合成线中,基于有机化合物和金属化合物之间的反应合成量子点。这种量子点合成的优点具有优异的单分散性和良好的光稳定性,实施过程的缺点有些复杂,部分资金将相对较高,量子点的最终合成是油溶性不溶于水。
量子点的早期合成通常具有一些缺点,如量子点尺寸分布非常广泛,荧光产量非常低。后来有学者使用了更方便合理的路线,赢得了高质量的纳米粒子。Bawendi等人在二十世纪九十年代,成功研究合成出了可以凭借单分散高品质CdSe量子点,其采用的配体为TOPO,并通过采用金属有机化合物进行热有机溶剂的试验合成。虽然这种方法是基于几乎完美的量子点的合成,但Cd(CH3)2作为前体的方法更昂贵,具有一定的风险,导致其应用无法提升。早在21世纪初,科学研究员尝试采用CdO改为前体物质来对Cd(CH3)2进行取代,从而成功合成出了一种具有超优异性能的复合材料。这种方法是高度安全,可重复的,合成步骤也是精益的,使得在工业生产中成为可能。
一般来说,量子点的有机系统合成虽然光谱性能好,但产量也很高,但同时也有很多缺点,如:合成过程更复杂,成本会更高,对环境有一定的污染,所产生的量子点,因为疏水性表面不能直接用于生物系统。
2。1。2 水溶体系中的合成
量子点在生物中的应用主要取决于它的水溶性。当在水中合成CdTe时,水热合成和超声波,光等许多不同的合成助剂进行了相应的研究。同时,诸如pH的范围、相关浓度、反应温度等反应条件下的研究成果都已经有过相关报道。可以覆盖500-800 nm光谱范围,高产量的水溶性量子点CdTe具有更成熟的合成步骤。
量子相在水相合成法中比较简单,条件可以更好的控制,重复性高,成本低于油相。通过这种方法能够更加容易地引入不同的官能团分子,因此我们不但让量子点的水溶性得到很大程度的提高,并且还能够凭借量子点表面的改性基团(如NH3-,COOH-等)达到同生物分子直接相连接的效果,发明出极具应用前景的生物发光探针。只是当我们将油相的量子点作为比较的同时,我们不难发现量子稳定性方面水相的量子相还需要一定的提高。