本發明屬于無機功能材料硫化鋅的合成技術領域，具體涉及一種水溶性硫化鋅量子點的制備方法。

背景技術：

量子點，又可稱為納米晶，粒徑一般介于1-10nm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續的能帶結構變成具有分子特性的分立能級結構，受激后可以發射熒光。由于量子尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應，量子點具有塊狀材料無法比擬的光電特性而成為目前研究的熱點。基于量子效應，量子點在太陽能電池、發光器件和光學生物標記等領域具有廣泛的應用前景。硫化鋅作為一種重要的過渡金屬硫化物，硫化鋅量子點得到了廣泛的研究，例如硫化鋅量子點在光催化、傳感器和磷光體等諸多領域有著廣泛的應用。目前，合成硫化鋅量子點的方法主要有：水熱法、氣相法、電化學方法、熱注射方法、離子交換法和蒸發冷凝法等，這些合成方法大部分需要高溫及復雜的裝置，操作步驟繁瑣且運用到生物學方面需轉化為水溶性量子點。目前，合成水溶性硫化鋅量子點的方法很少，其原因為：（1）技術設備要求高；（2）易引進雜質，產物不純；（3）粒度不易控制。因此，合成水溶性硫化鋅量子點面臨著巨大的挑戰，也是近幾年研究的熱點。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是提供了一種水溶性硫化鋅量子點的制備方法，該方法采用一種新的原料配比制備出了穩定且水溶性較好的硫化鋅量子點，制得的水溶性硫化鋅量子點具有很強的熒光性能。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種水溶性硫化鋅量子點的制備方法，其特征在于具體步驟為：

（1）將鋅鹽溶于含有大分子基質的溶液中得到鋅離子的螯合溶液，其中鋅鹽為硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅或醋酸鋅，大分子基質為牛血清白蛋白、環糊精、殼聚糖或羥甲基纖維素；

（2）將含硫化合物溶于酸性溶液中得到硫源溶液，其中含硫化合物為硫代乙酰胺、硫脲或硫化鈉，酸性溶液為硫酸溶液、鹽酸溶液、硝酸溶液或醋酸溶液；

（3）將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于0-10℃反應24-96h，反應結束后置于離心機中離心分離，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

進一步優選，所述鋅鹽與含硫化合物的投料摩爾比為0.08-0.1:1。

進一步優選，所述含有大分子基質的溶液中大分子基質的質量濃度為0.1-10g/l。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：本發明采用廉價易得的原料，利用反應速率均勻的氣化法，可控地制備出具有很強生物學活性且能夠穩定存在的水溶性無定型態硫化鋅量子點。與現有的水溶性硫化鋅量子點的制備方法相比，本發明的制備方法簡單可控、反應條件溫和、原料廉價易得且對環境友好，所得的產品具有很強的熒光性能和很好的生物相容性。

附圖說明

圖1是本發明實施例1制得的水溶性硫化鋅量子點的x射線衍射圖譜；

圖2是本發明實施例1制得的水溶性硫化鋅量子點的透射電鏡圖；

圖3是本發明實施例1制得的水溶性硫化鋅量子點的zeta電位分析圖。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例1

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質量濃度為5g/l的牛血清白蛋白溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將4.0g硫代乙酰胺溶于100ml醋酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:2迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于4℃反應72h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

圖1是本實施例制得的水溶性硫化鋅量子點的x射線衍射圖譜，從圖上可以看出沒有明顯的峰，說明該條件下得到的產物為無定型硫化鋅量子點；圖2是本實施例制得的水溶性硫化鋅量子點的透射電鏡圖，從圖上可以看出此方法制得的硫化鋅量子點分散性好、尺寸均一且粒徑較小（不足5nm）；圖3是本實施例制得的水溶性硫化鋅量子點的zeta電位分析圖，表面電勢分析可以用于測定量子點水凝膠的穩定性，由圖可知制得的硫化鋅量子點的表面電勢為-27.7mv，表明制得的硫化鋅量子點在中性去離子水中是相對穩定的。

實施例2

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質量濃度為0.1g/l的牛血清白蛋白溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將4.0g硫代乙酰胺溶于100ml硫酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:1迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于8℃反應72h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

實施例3

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質量濃度為10g/l的牛血清白蛋白溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將4.0g硫代乙酰胺溶于100ml硝酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:4迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于4℃反應72h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

實施例4

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質量濃度為5g/l的環糊精溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將4.0g硫代乙酰胺溶于100ml醋酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:2迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于4℃反應72h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

實施例5

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質量濃度為5g/l的環糊精溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將4.0g硫代乙酰胺溶于100ml醋酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:2迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于8℃反應48h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

實施例6

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質量濃度為5g/l的殼聚糖溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將4.0g硫代乙酰胺溶于100ml醋酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:2迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于4℃反應72h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

實施例7

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質量濃度為5g/l的羥甲基纖維素溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將4.0g硫代乙酰胺溶于100ml醋酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:2迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于4℃反應72h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

實施例8

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質量濃度為5g/l的牛血清白蛋白溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將3.5g硫化鈉溶于100ml醋酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:2迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于4℃反應72h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

實施例9

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質量濃度為5g/l的牛血清白蛋白溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將3.5g硫化鈉溶于100ml醋酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:2迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于8℃反應24h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

實施例10

將0.6815g氯化鋅溶于200ml質量濃度為5g/l的牛血清白蛋白溶液中得到鋅離子的螯合溶液；將4.0g硫代乙酰胺溶于100ml醋酸溶液中得到硫源溶液；將鋅離子的螯合溶液與硫源溶液按體積比1:2迅速密封于同一密閉反應體系內的兩個不同容器中，然后將密閉反應體系于4℃反應48h，反應結束后置于離心機中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產品用無水乙醇和高純水交替洗滌三次，干燥后得到水溶性硫化鋅量子點。

以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明原理的范圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。