喷墨打印用高稳定性水系ZnSe:Mn量子点的制备及光学性能研究

水系锰离子掺杂硒化锌(ZnSe:Mn)量子点因其可大规模合成、环境友好无毒性而受到研究者们的广泛关注。然而,表面缺陷多易引起晶体氧化分解、纳米晶体自净化效应导致离子掺杂困难等问题,极大地降低了ZnSe:Mn量子点的荧光性能及其稳定性,并限制其实际应用。本文利用合适比例的异丙醇/水混合溶液和稀氢氧化钠溶液,通过“整体防御”结合“局部修复”的两步法改性策略对ZnSe:Mn量子点表面进行后处理,得到表面改性后的ZnSe:Mn量子点,并进行X射线衍射、X射线光电子能谱、荧光光谱、电子自旋共振波谱仪等测试表征。结果表明:该后处理技术可以简便高效地钝化ZnSe:Mn量子点的表面缺陷,大幅提高绝对量子产率至25%,并同时其稳定性得到显著提升,有效抑制了晶格的氧化解离过程,这为制备高性能的水溶性ZnSe:Mn量子点提供了可行途径。通过配制水性量子点墨水并进行喷墨打印演示,证明该材料有望作为一种可应用于塑料外观的新型品牌标记方式。

ZnS:Mn量子点作磷光探针定量检测微量汞

以巯基丙酸(MPA)为稳定剂,合成了锰掺杂硫化锌(ZnS:Mn)量子点。由于汞离子对ZnS:Mn量子点的磷光有很强的猝灭作用,应用MPA修饰的ZnS:Mn量子点作磷光探针,定量检测水相中的微量汞离子。相对于荧光,磷光的寿命长、选择性好,没有荧光和散射光的干扰。在优化的实验条件下,当汞离子的浓度在1.0×10^(-5)~1.0×10^(-3)mol·L^(-1)范围内时,ZnS:Mn量子点的△P/P与汞离子浓度之间的关系符合Stem-Volmer方程,其线性相关系数为0.998 8。回收率为85.2%~106.1%,相对标准偏差为3.46%,检出限为9.7×10^(-6)mol·L^(-1)。讨论了量子点磷光的猝灭机理,研究了常见金属离子的干扰作用,选择合适的掩蔽剂,可以有效地消除干扰离子的影响。

L-半胱氨酸修饰的水溶性ZnS:Mn量子点的合成及其荧光性质

以L-半胱氨酸(L-Cys)为修饰剂,采用共沉淀法在水溶液中合成了水溶性L-Cys修饰的ZnS:Mn量子点(1),其结构经IR和XRD表征。利用UV和荧光发射光谱研究了1的光学性质,结果表明:1为立方闪锌矿结构;与体相ZnS的吸收相比(340 nm),1的吸收蓝移;1具有独特的荧光性质,ZnS的特征发射峰为390 nm,Mn2+的特征发射峰为581 nm。

表面修饰的CdS:Mn量子点的合成及发光性质研究

在油胺溶剂中,用溶剂热法,160℃加热反应12 h成功合成了Cd S:Mn量子点。并用聚丙烯酸(PAA)对油相中合成的Cd S:Mn量子点进行了表面修饰。合成的Cd S:Mn量子点JCPDS标准卡号为80-0019。IR数据显示,在Cd S:Mn量子点表面成功修饰上了羧酸(-COOH)。室温下,360 nm为激发波长,量子点的发射波长位于526 nm。

ZnS掺Mn磷光量子点对金属离子传感机理的探讨

合成了以3-巯基丙酸或L-半胱氨酸修饰的水溶性ZnS掺Mn磷光量子点,磷光发射峰在590nm,产生于Mn2+的4T1-6A1跃迁。磷光信号稳定,不易受溶解氧的影响。检测了七种常见金属离子对磷光性质的影响,结果表明:对于3-巯基丙酸修饰的ZnS:Mn量子点,Cu2+,Mn2+,Fe3+,Co2+,Pb2+和Hg2+离子能有效猝灭其磷光,而Cd2+离子能增强量子点磷光;对于L-半胱氨酸修饰的ZnS:Mn量子点,Cu2+,Mn2+,Fe3+,Co2+,Pb2+,Hg2+以及Cd2+离子都能有效猝灭其磷光;猝灭方程呈现线性和指数两种形式。通过测量磷光寿命,推断猝灭机理主要为动态猝灭。这些结果为设计具有选择性的基于磷光量子点的离子传感器以及研究响应机理提供了实验和理论的参考。

Mn掺杂ZnSe量子点变温发光性质研究

量子点（QD）照明器件中电流导致的焦耳热会使其工作温度高于室温,因此研究量子点的发光热稳定性十分重要。本文利用稳态光谱和时间分辨光谱研究了具有不同壳层厚度的Mn掺杂Zn Se（Mn∶Zn Se）量子点的变温发光性质,温度范围是80~500 K。实验结果表明,厚壳层（6.5单层（MLs））Mn∶Zn Se量子点的发光热稳定性要优于薄壳层（2.6 MLs）的量子点。从80 K升温到400 K的过程中,厚壳层Mn∶Zn Se量子点的发光几乎没有发生热猝灭,发光量子效率在400 K高温下依然可以达到60%。通过对比Mn∶Zn Se量子点的变温发光强度与荧光寿命,对Mn∶Zn Se量子点发光热猝灭机制进行了讨论。最后,为了研究Mn∶Zn Se量子点的发光热猝灭是否为本征猝灭,对具有不同壳层厚度的Mn∶Zn Se量子点进行了加热-冷却循环（300-500-300 K）测试,发现厚壳层的Mn∶Zn Se量子点的发光在循环中基本可逆。因此,Mn∶Zn Se量子点可以适用于照明器件,即使器件中会出现不可避免的较强热效应。

基于Mn∶ZnS量子点-Cu^(2+)体系室温磷光猝灭-恢复方法测定水体中焦磷酸根离子

以谷胱甘肽(GSH)为稳定剂,成功合成了高性能的水溶性Mn∶ZnS量子点(Quantum dots,QDs).Mn∶ZnS QDs表面的羧基能与Cu^(2+)结合从而有效引发QDs电子转移,致使Mn∶ZnS QDs室温磷光显著猝灭.当体系中加入焦磷酸(PPi)时,由于Cu^(2+)与PPi的结合能力强于Mn∶ZnS QDs表面的羧基,Mn∶ZnS QDs磷光强度又逐渐恢复.据此建立一种基于Mn∶ZnS QDs-Cu^(2+)体系的室温磷光探针测定焦磷酸根离子的新方法.该方法灵敏、简单,线性范围为5.0×10^(-8)—1.0×10^(-4)mol·L^(-1),检测限为1.0×10^(-8)mol·L^(-1).经过干扰实验及添加回收率实验证实,该方法具有良好的选择性,满足于实际样品水体中焦磷酸的检测分析.

基于Mn掺杂ZnS量子点室温磷光法测定水样中百草枯

利用水相合成法制备了3-巯基丙酸（3-Mercaptopropionic Acid,MPA）包裹的Mn掺杂ZnS量子点（Quantum Dots,QDs）,基于该量子点的室温磷光性质,构建了一种快速、灵敏检测水样中百草枯（Paraquat,PQ）含量的新方法。方法无需添加任何除氧剂和诱导剂等复杂的预处理过程。在pH=7.4的磷酸盐缓冲溶液中,PQ通过静电作用可以猝灭Mn掺杂ZnS QDs在波长590nm处的磷光,且在一定范围内PQ的浓度与磷光猝灭强度（P0/P）呈良好的线性关系,线性范围为2.5-50μg/L,相关系数为0.994,方法检出限为0.769μg/L。该方法适用于不同水样中百草枯的痕量检测。

基于Mn掺杂ZnS量子点的室温磷光传感应用的研究进展

与一般有机染料分子相比,半导体材料量子点具有优异的光学性能,在多个领域得到了广泛的应用。量子点具有窄而对称且可调的发射波长、宽激发强吸收、抗光漂白能力强以及水溶性好等诸多优势,引起了研究者广泛关注。为了增加量子点的斯托克斯位移从而很好地避免量子点的自猝灭现象,引入掺杂物是一种很有效的方式。掺杂量子点不仅保留了量子点原有的优点,而且还赋予量子点额外的优异性能。如Mn掺杂ZnS量子点生物相容性好,不含Cd和Hg等有害元素,而且Mn^(2)+的加入使其具有优异的室温磷光特性。磷光检测能很好地避开生物背景荧光的干扰,使得Mn掺杂ZnS量子点能够广泛应用于磷光生物分析。本文综述了Mn掺杂ZnS量子点在室温磷光分析中的研究进展,着重介绍了几种具有启发意义的设计策略,包括其发光机理以及应用于离子、分子以及生物大分子等的检测。

Mn：CdTe量子点的水相合成及荧光性质

采用水相合成法合成了Mn2＋掺杂CdTe量子点（Mn：CdTe d-dots）.通过荧光光谱（PL）分析、原子力显微镜（AFM）和X线粉末衍射（XRD）分析、电子能谱（EDS）分析对产物进行了表征.研究了反应时间、温度、Mn2＋掺杂量、pH值及巯基丙酸（MPA）与镉离子的比例对掺杂量子点发光性能的影响.结果表明：反应时间、温度、pH、MPA与Cd2＋的比例对量子点的粒径大小、粒径的分布和粒子的生长速度均有影响;Mn2＋的掺杂主要影响量子点的发光性能及热稳定性.本实验通过在CdTe量子点中掺杂Mn2＋,进一步改良CdTe的发光性能及热稳定性,扩大了量子点的应用范围.

壳层依赖Mn掺杂ZnSeS量子点发光热稳定性研究

采用成核掺杂法制备了高效发光的ZnSeS:Mn量子点,并通过稳态光致发光光谱以及时间分辨光谱研究了量子点的发光热稳定性。厚壳层的ZnSeS:Mn量子点的发光量子效率可以达到50%。温度从80K升高到500K,量子点的发光峰位逐渐蓝移,发光线宽逐渐展宽,发光强度逐渐减弱。通过对比具有不同壳层厚度的ZnSeS:Mn量子点的发光强度与荧光寿命,对ZnSeS:MnQDs的发光热猝灭机理进行了研究。对于厚壳层样品,其发光强度与荧光寿命的变化趋势相一致,表明从ZnSeS基质到Mn2+的能量传递效率不受温度的影响。对于薄壳层样品,发光强度的衰减明显快于荧光寿命的衰减,这意味着温度升高导致了从ZnSeS基质到Mn2+的能量传递效率降低。上述实验结果表明,增加壳层厚度是减少无辐射复合过程及增加量子点热稳定性的有效方法。

微波-超声波辅助合成聚乙烯亚胺包覆Mn掺杂ZnS量子点用于室温磷光检测三磷酸鸟苷

利用微波-超声波辅助方法合成了水溶性聚乙烯亚胺包覆Mn掺杂ZnS量子点,并建立了基于该量子点的室温磷光检测三磷酸鸟苷(GTP)的新方法。该量子点对GTP具有较高的灵敏度和选择性,能区分GTP与其结构类似物三磷酸腺苷(ATP)、三磷酸胞苷(CTP)、三磷酸尿苷(UTP)、二磷酸腺苷(ADP)和一磷酸腺苷(AMP)。该量子点的室温磷光对GTP的响应在3 min内达到平衡,其磷光增强值与GTP浓度呈良好的线性关系,对GTP的检出限为0.6μmol/L。该方法成功应用于癌细胞提取液中GTP的检测,为GTP的检测提供了新方法。

功能化Mn掺杂ZnS量子点用于人血清中IgG的低背景磷光检测

通过Mn掺杂ZnS量子点表面的羧基与人IgG表面的氨基进行酰胺缩合,制备了人IgG功能化的Mn掺杂ZnS量子点（IgG-QDs）。通过金纳米粒子和羊抗人Ig G之间的静电相互作用,合成了羊抗人IgG功能化的金纳米粒子。利用IgG-QDs和羊抗人IgG功能化的金纳米粒子之间的荧光共振能量转移效应,建立了人血清中人IgG的室温磷光检测新方法。本方法的线性范围为1~10μg/m L,检出限为0.45μg/m L。由于引入了室温磷光检测,本方法有效避免了机体自发荧光和基质散射光等背景信号的干扰,成功实现了人血清样品中人IgG的检测。

ZnS∶Mn/SiO_2量子点的表面聚乙烯吡咯烷酮修饰及其应用于海水中铅离子检测

制备了二氧化硅壳层修饰的ZnS∶Mn量子点,基于聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与二氧化硅表面硅羟基的作用,在纳米复合微粒表面进行了PVP的修饰,得到了在海水中荧光性能及胶体稳定性良好的ZnS∶Mn/SiO2/PVP量子点。在Pb2+对所制备纳米微粒具有荧光猝灭效应的基础上,建立了用ZnS∶Mn/SiO2/PVP量子点作为荧光探针检测海水中微量铅离子的新方法。研究表明,量子点浓度为10-3mol/L时,海水中离子浓度在10~100μmol/L范围内与ZnS∶Mn/SiO2/PVP量子点荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数为0.994 6,检出限为8×10-7mol/L。

基于Mn掺杂ZnS量子点温室磷光检测左氧氟沙星

以3-巯基丙酸为稳定剂,采用水相合成法制备Mn掺杂Zn S量子点,由于左氧氟沙星(LVFX)的3-羰基与Mn掺杂Zn S量子点表面的二价金属离子形成配合物,使得Mn掺杂Zn S量子点发生温室磷光猝灭效应,从而构建了一种快速、灵敏检测人体体液中LVFX的新方法。在最佳条件下(p H 7.4,反应时间10 min),其线性关系△RTP=27.56c(LVFX)+52.002(R=0.995),线性范围0.5~100μmol/L,检出限0.35μmol/L,加标回收率96.2%~104.6%,可用于LVFX注射液与人体尿液中LVFX的快速测定。

基于MPA包覆的Mn掺杂ZnS量子点室温磷光法检测甲硝唑

以3-巯基丙酸(MPA)包覆的Mn掺杂Zn S量子点作为室温磷光探针,基于甲硝唑对Mn掺杂Zn S量子点磷光猝灭效应,建立了一种简单、快速测定甲硝唑含量的磷光检测方法。在最佳实验条件下,所建立的方法检测范围为1.16~232μmol/L,检出限为0.09μmol/L,可用于实际药品中甲硝唑的快速标定。

基于Mn掺杂ZnS量子点室温磷光法检测盐酸巴马汀

本文以3-巯基丙酸(3-Mercaptopropionic Acid,MPA)为稳定剂,采用水相合成法制备了Mn掺杂ZnS量子点(Mn∶ZnS QDs),基于Mn∶ZnS QDs的室温磷光性质,盐酸巴马汀(Palmatine Hydrochloride,PaH)可与Mn∶ZnS QDs发生静电作用,使得Mn∶ZnS QDs发生室温磷光猝灭效应,从而发展了一种高效、快速检测人体体液中痕量PaH的新方法。实验结果表明,当PaH的浓度在0.75~30μmol/L范围时,其浓度与室温磷光猝灭强度(ΔIRTP)呈良好的线性关系,相关系数为0.996,检出限为0.35μmol/L,加标回收率为94.0%~103.3%。

基于Mn掺杂ZnS量子点的室温磷光猝灭法测定H_2O_2

以N-乙酰基-L-半胱氨酸为稳定剂,合成了具有独特光学性质的水溶性Mn掺杂ZnS量子点(QDs)。该量子点在室温不除氧的条件下即可发射较强的磷光信号,最大发射波长位于592nm处。在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中,H2O2对量子点有显著的磷光猝灭作用,且在一定的范围内H2O2的浓度与磷光猝灭值(P0/P)呈现良好的线性关系,以此建立了测定H2O2的新方法。在最佳的实验条件下,该方法的检出限为1.0×10-6 mol/L,线性范围为1.0×10-5～2.5×10-2 mol/L,相关系数为0.9978。通过测定猝灭过程的时间分辨磷光光谱,推断猝灭机理为动态猝灭。

基于Mn掺杂ZnS室温磷光量子点检测盐酸洛美沙星方法的研究

利用水相合成法制备了三巯基丙酸包裹的Mn掺杂ZnS量子点(MPA-Mn/ZnSQDs),基于该量子点的室温磷光性质,构建了一种定量检测盐酸洛美沙星(LFLX)的新方法。在最优实验条件下(pH7.4,反应时间10min),LFLX浓度在0.002~1.4μg/mL范围内与MPA-Mn/ZnSQDs的磷光猝灭强度呈良好的线性关系(r=0.993),方法检出限为0.7×10-3μg/mL。该方法相对无共存物质的干扰,并适用于LFLX眼药水及人体尿样中LFLX的快速检测。

基于Mn掺杂ZnS量子点室温磷光法检测食品中兽药头孢哌酮钠残留

以水相共沉淀法合成了L-半胱氨酸(L-cys)修饰的Mn掺杂ZnS量子点(L-cys-Mn∶ZnS QDs)。基于头孢哌酮钠可通过电荷转移猝灭L-cys修饰的Mn∶ZnS量子点室温磷光的原理,建立了一种简单、快速检测食品中头孢哌酮钠微量残留的新方法。结果表明:当pH=6.4,反应时间为40 min时,量子点的磷光猝灭程度与头孢哌酮钠浓度呈良好的线性关系,线性范围为0.025~2.000μg/ml,相关系数(r)为0.9973,方法检出限为0.016μg/ml,相对标准偏差为2.3%。该方法应用于牛奶和蜂蜜中头孢哌酮钠测定的加标回收率分别为93.8%~102.1%和95.5%~99.6%。