本發(fā)明涉及量子點合成領域，尤其涉及一種水溶性量子點及其制備方法。

背景技術：

量子點（QD）作為本世紀研究比較熱的一個領域，是由于其具有不同于體相材料的一些特殊性質(zhì)，如在光學、電學、熱學等方面的特殊性能。相應的應用領域也較為廣泛，如應用于太陽能電池，發(fā)光二極管，光催化，熒光生物標記等領域。

量子點的不同應用需要量子點具有不同的存在狀態(tài)，如水溶性或油溶性。水溶性量子點的制備方法有很多種，一般有利用短鏈的極性較強的變面修飾劑對油溶性量子點進行配體交換，還有就是利用二氧化硅對量子點進行包覆，這兩種方法得到的水溶性量子點中，第一種方法會破壞量子的穩(wěn)定性，容易發(fā)生表面氧化以及熒光強度也會不同程度的被猝滅掉；第二種方法會改變量子點的電學特性，限制其應用范圍。

因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種水溶性量子點及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有方法得到的量子點的熒光強度下降、穩(wěn)定性不好以及電化學特性被破壞的問題。

一種水溶性量子點的制備方法，其中，包括：

步驟A、首先將表面含有油溶性配體的油溶性量子點溶解到非極性溶劑中，得到油溶性量子點溶液；

步驟B、然后將油溶性量子點表面的油溶性配體加入到油溶性量子點溶液中，并攪拌至油溶性配體充分溶解在油溶性量子點溶液中；

步驟C、接著將水加入到上述含有油溶性配體的油溶性量子點溶液中，溶液分層；

步驟D、最后對分層的溶液進行超聲，直到油溶性量子點溶于水中，對水中的油溶性量子點進行離心分離、過濾，得到水溶性量子點。

所述的水溶性量子點的制備方法，其中，所述非極性溶劑為甲苯、氯苯、氯仿、二氯甲烷、正己烷、四氯化碳、正辛烷中的一種。

所述的水溶性量子點的制備方法，其中，所述油溶性配體為油酸、油胺、三辛基磷、三辛基氧磷中的一種。

所述的水溶性量子點的制備方法，其中，所述油溶性量子點為二元相量子點、三元相量子點、四元相量子點中的一種。

所述的水溶性量子點的制備方法，其中，所述二元相量子點為CdS、CdSe、CdTe、InP、AgS、PbS、PbSe、HgS中的一種。

所述的水溶性量子點的制備方法，其中，所述三元相量子點為Zn_XCd_1-XS、Cu_XIn_1-XS、Zn_XCd_1-XSe、Zn_XSe_1-XS、Zn_XCd_1-XTe、PbSe_XS_1-X中的一種。

所述的水溶性量子點的制備方法，其中，所述四元相量子點為Zn_XCd_1-XS/ZnSe、Cu_XIn_1-XS/ZnS、Zn_XCd_1-XSe/ZnS、CuInSeS、Zn_XCd_1-XTe/ZnS、PbSe_XS_1-X/ZnS中的一種。

所述的水溶性量子點的制備方法，其中，所述步驟D具體包括：

步驟D1、將手持超聲探測儀器的探頭放置到溶液分層的界面處，將儀器振幅設置為儀器最大值的50%，并以最大功率周期性的進行超聲，直到量子點溶解到水中后，停止超聲；

步驟D2、將溶解在水中的量子點取出，并進行過濾；

步驟D3、將過濾后的量子點水溶液進行離心分離，得到水溶性量子點。

所述的水溶性量子點的制備方法，其中，步驟 D2中，利用200nm的濾頭進行過濾。

一種水溶性量子點，其中，采用如上任一所述的水溶性量子點的制備方法制備而成。

有益效果：本發(fā)明上述方法制備的水溶性量子點是對油溶性量子點進行原位的穿插，形成雙分子層末端具有親水的官能團，其不僅可以解決常規(guī)方法引起的量子點的熒光強度下降、穩(wěn)定性不好以及電化學特性受到破壞等問題，而且還可以提高量子點本身的熒光強度以及穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明方法操作簡單，易于重復。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種水溶性量子點的制備方法較佳實施例的流程圖。

圖2為本發(fā)明實施例的油溶性量子點制成水溶性量子點的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種水溶性量子點及其制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的一種水溶性量子點的制備方法較佳實施例的流程圖，如圖所示，其包括步驟：

步驟S100、首先將表面含有油溶性配體的油溶性量子點溶解到非極性溶劑中，得到油溶性量子點溶液；

本發(fā)明所述步驟S100中，所述非極性溶劑可以為但不限于甲苯、氯苯、氯仿、二氯甲烷、正己烷、四氯化碳、正辛烷等中的一種。。

本發(fā)明所述油溶性量子點包含量子點和量子點表面的油溶性配體，所述量子點可以為但不限于二元相量子點、三元相量子點、四元相量子點中的一種。所述二元相量子點可以為但不限于CdS、CdSe、CdTe、InP、AgS、PbS、PbSe、HgS中的一種。所述三元相量子點可以為但不限于Zn_XCd_1-XS、Cu_XIn_1-XS、Zn_XCd_1-XSe、Zn_XSe_1-XS、Zn_XCd_1-XTe、PbSe_XS_1-X中的一種。所述四元相量子點可以為但不限于Zn_XCd_1-XS/ZnSe、Cu_XIn_1-XS/ZnS、Zn_XCd_1-XSe/ZnS、CuInSeS、Zn_XCd_1-XTe/ZnS、PbSe_XS_1-X/ZnS中的一種。

本發(fā)明所述油溶性配體可以為但不限于油酸（OA）、油胺（OAm）、三辛基磷（TOP）、三辛基氧磷（TOPO）等中的一種。

步驟S200、然后將油溶性量子點表面的油溶性配體加入到油溶性量子點溶液中，并攪拌至油溶性配體充分溶解在油溶性量子點溶液中；

例如，當油溶性量子點表面包覆的油溶性配體為油酸（OA）時，將油酸（OA）加入到油溶性量子點溶液中，然后進行超聲攪拌，使油酸（OA）在油溶性量子點溶液中均勻分散。

步驟S300、接著將水加入到上述含有油溶性配體的油溶性量子點溶液中，溶液分層；

上述步驟S300具體為，將適量的水（優(yōu)選超純水）加入到上述含有油溶性配體的油溶性量子點溶液中，這時溶液會出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

步驟S400、最后對分層的溶液進行超聲，直到油溶性量子點溶于水中，對水中的油溶性量子點進行離心分離、過濾，得到水溶性量子點。

所述步驟S400具體包括：

步驟S401、將手持超聲探測儀器（型號為UP 50H）的探頭放置到溶液分層的界面處，將儀器振幅設置為儀器最大值的50%，并以最大功率周期性的進行超聲，直到出現(xiàn)明顯的量子點逐漸溶解到水中后，停止超聲；

步驟S402、將溶解在水中的量子點取出，并進行過濾；優(yōu)選地，利用200nm的濾頭進行過濾。

步驟S403、將過濾后的量子點水溶液進行離心分離，得到水溶性量子點。

上述步驟S403具體為，將過濾后的量子點水溶液利用乙酸乙酯和乙醇進行離心分離清洗兩次，得到水溶性量子點。本發(fā)明所述水溶性量子點能夠溶解于水中，得到水相量子點。

本發(fā)明通過將油溶性量子點表面的油溶性配體加入到油溶性量子點溶液中，然后進行超聲使其均勻分散，再向溶液中添加適量的超純水，這時溶液會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，然后對分層的溶液進行超聲，直到出現(xiàn)明顯的量子點溶于水中，最后對轉(zhuǎn)移到水中的量子點進行過濾、并離心分離，最終得到水溶性量子點。利用這種方法制備的水溶性量子點是對油溶性量子點進行原位的穿插，形成雙分子層末端具有親水的官能團，其不僅可以解決常規(guī)方法引起的量子點的熒光強度下降、穩(wěn)定性不好以及電化學特性受到破壞等問題，而且還可以提高量子點本身的熒光強度以及穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明方法操作簡單，易于重復。

本發(fā)明的一種水溶性量子點，其中，采用如上任一所述的水溶性量子點的制備方法制備而成。本發(fā)明方法制備得到的水溶性量子點，具有較高的熒光強度和穩(wěn)定性，并且相轉(zhuǎn)移后量子點本身的電化學特性不會受到破壞。

下面通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例

結合圖2所示，油溶性量子點制成水溶性量子點的步驟如下：

1、紅色油溶性CdSe/ZnS量子點的制備步驟如下：

1）、油酸鎘{Cd(OA)₂}與油酸鋅{Zn(OA)₂}前軀體的制備:

取0.8mmol的氧化鎘（CdO）、6mmol的醋酸鋅{Zn(Ac)₂}、8ml的油酸（OA）、15ml的十八烯（ODE）加入到三口燒瓶中，先常溫排氣10min后，加熱到170℃并排氣60min，然后維持在170℃。

2）、硒（Se）前驅(qū)體的制備：

稱取4mmol的Se粉加入到4ml的三辛基氧磷（TOP）中，加熱到170℃維持30min，然后降溫到140℃。

3）、硫(S)前驅(qū)體的制備：

稱取4mmol的S粉加入到6ml的三辛基氧磷（TOP）中，加熱到170℃維持30min，然后降溫到140℃。

4）、將1）中的油酸鎘{Cd(OA)₂}與油酸鋅{Zn(OA) ₂}前軀體加熱到300℃后，抽取2）中的2ml硒（Se）前驅(qū)體加入到三口燒瓶中反應10min，然后再次抽取2ml的硫(S)前驅(qū)體注入到三口燒瓶中反應30min，得到紅色CdSe/ZnS量子點，停止反應后冷卻至室溫，然后通過離心分離，清洗、并干燥，得到油溶性的紅色CdSe/ZnS量子點，其表面配體是油酸（OA）。

2、紅色CdSe/ZnS量子點與油酸（OA）混合液的制備步驟如下：

1）、稱取100mg的油溶性的紅色CdSe/ZnS量子點溶解到5ml的正己烷中，然后在量子點溶液中加入0.5ml的油酸（OA），并超聲攪拌5min，直到油酸（OA）充分溶解在量子點溶液中。

2）、取10ml的超純水加入到含有油酸的量子點溶液當中，溶液會出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。

3、油溶性CdSe/ZnS量子點溶于超純水的制備步驟如下：

1）、將手持超聲探測儀器（型號為UP 50H）的探頭放置到分層的界面處，振幅設置為儀器最大值的50%，并以最大功率周期性的進行超聲，直到出現(xiàn)明顯的紅色CdSe/ZnS量子點逐漸溶解到超純水中，停止超聲。

2）、將溶解在超純水中的紅色CdSe/ZnS量子點取出，并利用200nm的濾頭進行過濾。

3）、將過濾后的CdSe/ZnS量子點水溶液利用乙酸乙酯和乙醇進行離心分離清洗兩次，最終把提純后的量子點溶解在超純水中，得到水相量子點。

綜上所述，本發(fā)明通過將油溶性量子點表面的油溶性配體加入到量子點溶液中，然后進行超聲使其均勻分散，再向溶液中添加適量的超純水，這時溶液會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，然后對分層的溶液進行超聲，直到出現(xiàn)明顯的量子點溶于水中，最后對轉(zhuǎn)移到水中的量子點進行過濾、并離心分離，最終得到水溶性量子點。利用這種方法制備的水溶性量子點是對油溶性量子點進行原位的穿插，形成雙分子層末端具有親水的官能團，其不僅可以解決常規(guī)方法引起的量子點的熒光強度下降、穩(wěn)定性不好以及電化學特性受到破壞等問題，而且還可以提高量子點本身的熒光強度以及穩(wěn)定性。

應當理解的是，本發(fā)明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。