本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)功能材料硫化鋅的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水溶性硫化鋅量子點(diǎn)的制備方法。

背景技術(shù)：

量子點(diǎn)，又可稱(chēng)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(xù)的能帶結(jié)構(gòu)變成具有分子特性的分立能級(jí)結(jié)構(gòu)，受激后可以發(fā)射熒光。由于量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，量子點(diǎn)具有塊狀材料無(wú)法比擬的光電特性而成為目前研究的熱點(diǎn)?；诹孔有?yīng)，量子點(diǎn)在太陽(yáng)能電池、發(fā)光器件和光學(xué)生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。硫化鋅作為一種重要的過(guò)渡金屬硫化物，硫化鋅量子點(diǎn)得到了廣泛的研究，例如硫化鋅量子點(diǎn)在光催化、傳感器和磷光體等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前，合成硫化鋅量子點(diǎn)的方法主要有：水熱法、氣相法、電化學(xué)方法、熱注射方法、離子交換法和蒸發(fā)冷凝法等，這些合成方法大部分需要高溫及復(fù)雜的裝置，操作步驟繁瑣且運(yùn)用到生物學(xué)方面需轉(zhuǎn)化為水溶性量子點(diǎn)。目前，合成水溶性硫化鋅量子點(diǎn)的方法很少，其原因?yàn)椋海?）技術(shù)設(shè)備要求高；（2）易引進(jìn)雜質(zhì)，產(chǎn)物不純；（3）粒度不易控制。因此，合成水溶性硫化鋅量子點(diǎn)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，也是近幾年研究的熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種水溶性硫化鋅量子點(diǎn)的制備方法，該方法采用一種新的原料配比制備出了穩(wěn)定且水溶性較好的硫化鋅量子點(diǎn)，制得的水溶性硫化鋅量子點(diǎn)具有很強(qiáng)的熒光性能。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，一種水溶性硫化鋅量子點(diǎn)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(zhì)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(zhì)為牛血清白蛋白、環(huán)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于0-10℃反應(yīng)24-96h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中離心分離，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述鋅鹽與含硫化合物的投料摩爾比為0.08-0.1:1。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述含有大分子基質(zhì)的溶液中大分子基質(zhì)的質(zhì)量濃度為0.1-10g/l。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：本發(fā)明采用廉價(jià)易得的原料，利用反應(yīng)速率均勻的氣化法，可控地制備出具有很強(qiáng)生物學(xué)活性且能夠穩(wěn)定存在的水溶性無(wú)定型態(tài)硫化鋅量子點(diǎn)。與現(xiàn)有的水溶性硫化鋅量子點(diǎn)的制備方法相比，本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單可控、反應(yīng)條件溫和、原料廉價(jià)易得且對(duì)環(huán)境友好，所得的產(chǎn)品具有很強(qiáng)的熒光性能和很好的生物相容性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的水溶性硫化鋅量子點(diǎn)的x射線衍射圖譜；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制得的水溶性硫化鋅量子點(diǎn)的透射電鏡圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1制得的水溶性硫化鋅量子點(diǎn)的zeta電位分析圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質(zhì)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于4℃反應(yīng)72h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

圖1是本實(shí)施例制得的水溶性硫化鋅量子點(diǎn)的x射線衍射圖譜，從圖上可以看出沒(méi)有明顯的峰，說(shuō)明該條件下得到的產(chǎn)物為無(wú)定型硫化鋅量子點(diǎn)；圖2是本實(shí)施例制得的水溶性硫化鋅量子點(diǎn)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(diǎn)分散性好、尺寸均一且粒徑較?。ú蛔?nm）；圖3是本實(shí)施例制得的水溶性硫化鋅量子點(diǎn)的zeta電位分析圖，表面電勢(shì)分析可以用于測(cè)定量子點(diǎn)水凝膠的穩(wěn)定性，由圖可知制得的硫化鋅量子點(diǎn)的表面電勢(shì)為-27.7mv，表明制得的硫化鋅量子點(diǎn)在中性去離子水中是相對(duì)穩(wěn)定的。

實(shí)施例2

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質(zhì)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于8℃反應(yīng)72h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

實(shí)施例3

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質(zhì)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于4℃反應(yīng)72h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

實(shí)施例4

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質(zhì)量濃度為5g/l的環(huán)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于4℃反應(yīng)72h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

實(shí)施例5

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質(zhì)量濃度為5g/l的環(huán)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于8℃反應(yīng)48h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

實(shí)施例6

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質(zhì)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于4℃反應(yīng)72h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

實(shí)施例7

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質(zhì)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于4℃反應(yīng)72h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

實(shí)施例8

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質(zhì)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于4℃反應(yīng)72h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

實(shí)施例9

將1.4874g硝酸鋅溶于200ml質(zhì)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于8℃反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

實(shí)施例10

將0.6815g氯化鋅溶于200ml質(zhì)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(yīng)體系內(nèi)的兩個(gè)不同容器中，然后將密閉反應(yīng)體系于4℃反應(yīng)48h，反應(yīng)結(jié)束后置于離心機(jī)中以1300r/min的離心速率離心，離心所得產(chǎn)品用無(wú)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(diǎn)。

以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。