Page 85 - 化学魔法师入门手册
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上海大学附属中学校本课程 化学魔法师入门手册——创新实践篇
图 3. CdSe 量子点在不同反应时间点的荧光发射谱。
硒化镉量子点已经被广泛研究，研究人员发现 CdSe 量子点的荧光发射波长与粒径
之间存在相关性，给出了两者之间的关系图(图 4)。根据这个曲线，结合我合成的硒化
镉量子点的发射波长在 580 纳米，可以估算出我合成的硒化镉量子点的大小为 3-4 纳米。
图 4. CdSe 量子点的荧光发射波长与粒径大小之间的关系。
3.2 CdSe/ZnS 量子点的合成
从图 3 可以看出硒化镉量子点的荧光性能是很好的，但这时候量子点是在环己烷中
的。由于生物实验所在的体系都是水溶液体系，所以，最终进行成像应用的时候，量子
点是存在在水溶液体系的。但是，实验中，我发现一旦把硒化镉量子点从有机相转移到
水相，荧光性能大大降低，就是等量的硒化镉的荧光强度在进入水相后大大减小。类似
的现象也有其他研究人员报道。原因可能是水相中的物质淬灭了硒化镉量子点的荧光。
但是荧光性能变差是很不利于成像应用的。
从文献中获知，解决量子点从油相转移到水相中荧光性能变差的一个方法就是在量
子点表面包裹一层类似结构的物质，如硫化镉、硫化锌，形成核壳结构，阻止水相对量
子点荧光的淬灭。由于硫化镉含有有毒重金属镉，因此，硫化锌是个相对合适的选择。
所以，我就采用硫化锌包裹硒化镉量子点。得到的 CdSe/ZnS 量子点的电子显微镜照片
见图 5。可以看出合成的 CdSe/ZnS 量子点基本上是球形的，而且大小比较均一，大约
在 10 纳米左右。可见我们在 3-4 纳米的硒化镉量子点表面包裹了厚度约为 7 纳米的硫
化锌。
接着，我们测了 CdSe/ZnS 量子点额荧光光谱以确定硫化锌包裹确实保护了量子点的
荧光性能。结果见图 6.与等量的硒化镉量子点相比，CdSe/ZnS 的荧光强度大幅度提高，
并且发射波长红移到 620 纳米左右。
所以，硫化锌的包裹达到了保护硒化镉量子点性能和减小毒性的目的。
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