抗坏血酸还原亚碲酸钠水相合成CdTe量子点

doi:10.7503/cjcu20141079

高等学校化学学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (4): 608.doi: 10.7503/cjcu20141079

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抗坏血酸还原亚碲酸钠水相合成CdTe量子点

谢宪¹, 于梅花², 张惠萍¹, 王益林¹()

1. 广西大学化学化工学院
2. 材料科学与工程学院, 南宁 530004

收稿日期:2014-12-05 出版日期:2015-04-10 发布日期:2015-03-27
作者简介:联系人简介: 王益林, 男, 博士, 副教授, 主要从事荧光纳米材料的合成与应用研究. E-mail: theanalyst@163.com
基金资助:
广西自然科学基金(批准号: 2014GXNSFAA118328)、广西教育厅科研基金(批准号: 2013YB014)和广西大学“大学生创新创业训练计划”(批准号: 2014058)资助

Aqueous Synthesis of CdTe Quantum Dots via Ascorbic Acid Reducing Sodium Tellurite^†

XIE Xian¹, YU Meihua², ZHANG Huiping¹, WANG Yilin^1,^*()

1. School of Chemistry and Chemical Engineering
2. School of Materials Science and Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China

Received:2014-12-05 Online:2015-04-10 Published:2015-03-27
Contact: WANG Yilin E-mail:theanalyst@163.com
Supported by:
† Supported by the Guangxi Natural Science Foundation of China(No.2014GXNSFAA118328), the Scientific Research Fund of the Education Department of Guangxi, China(No.22013YB014) and the Foundation of College Students Innovation and Entrepreneurship Training of Guangxi University, China(No.22014058)

摘要/Abstract

摘要：

在碱性条件下, 镉离子与巯基乙酸形成配合物(Cd-SCH₂COO^-), 亚碲酸钠中+4价的碲被抗坏血酸还原成-2价后与Cd-SCH₂COO^-配合物结合, 形成CdTe晶核; 经加热回流后晶核不断生长, 得到不同发射波长的CdTe量子点. 研究了反应时间、巯基乙酸与镉及碲与镉的摩尔比等实验条件对CdTe量子点荧光性能的影响. 用X射线粉末衍射和透射电镜等分析手段对量子点的结构进行了表征. 结果表明, 采用这种方法制得的CdTe量子点为立方晶型, 荧光量子产率可达27.1%, 反应时间及反应物的相对用量对量子点的荧光性能有明显影响.

关键词: CdTe量子点, 光学性质, 发光

Abstract:

Cd-SCH₂COO^- complex was formed under basic condition, then the ascorbic acid reacted with Na₂TeO₃ to form Te^2- ions that combined with Cd-SCH₂COO^- complex to give CdTe nucleus. With the CdTe nucleus growing under refluxing, CdTe quantum dots(QDs) with different emission colors were formed at last. The influence of experimental conditions, including refluxing time, thioglycolic acid to cadmium molar ratio and sodium tellurite to cadmium molar ratio, on the luminescent properties of the obtained CdTe QDs were systematically investigated. Furthermore, the obtained QDs were characterized by X-ray powder diffraction(XRD) and transmission electron microscopy(TEM). Experimental results showed that the proposed method enables us to obtain zinc-blended CdTe QDs with high photoluminescence quantum yield(up to 27.1%). The growth time and the relative quantities of reactants impacted the optical properties of QDs.

Key words: CdTe quantum dots, Optical property, Luminescence

中图分类号:

O611.4

TrendMD:

谢宪, 于梅花, 张惠萍, 王益林. 抗坏血酸还原亚碲酸钠水相合成CdTe量子点. 高等学校化学学报, 2015, 36(4): 608.

XIE Xian, YU Meihua, ZHANG Huiping, WANG Yilin. Aqueous Synthesis of CdTe Quantum Dots via Ascorbic Acid Reducing Sodium Tellurite^†. Chem. J. Chinese Universities, 2015, 36(4): 608.

图/表 7

Scheme 1 Formation of CdTe QDs

Fig.1 Absorption(A) and photoluminescence(B) spectra for a series of CdTe QDs prepared at pH=10.5, n(Cd):n(Te):n(TGA)=2:0.10:4.2 for different refluxing time Reflux time/min: a. 10; b. 30; c. 120; d. 300; e. 480. Inset of (A) shows the relationship between particle size and reflux time.

Fig.2 Normalized absorption and photoluminescence spectra of CdTe QDs solution before(solid line) and after(dashed line) being aged for 8 months

Fig.3 XRD pattern of CdTe QDs prepared at pH=10.5, n(Cd):n(Te):n(TGA)=2:0.10:4.2, refluxed for 480 min

Fig.4 TEM(A), HRTEM(B) images and SAED pattern(C) of as-synthesized CdTe QDs

Fig.5 Influences of various TGA/Cd molar ratios on photoluminescence spectra of CdTeQDs prepared at pH=10.5n(Te):n(Cd)=0.1:2. n(TGA)/n(Cd): (A) 3.5/2; (B) 4.9/2; (C) 5.6/2; (D) 6.3/2. Reflux time/min: a. 10; b. 30; c. 120; d. 300; e. 480.

Fig.6 Influences of various Te/Cd molar ratios on photoluminescence spectra of CdTe QDs prepared at pH= 10.5 n(TGA):n(Cd)=4.2:2. n(Te)/n(Cd): (A) 0.05/2; (B) 0.15/2. Reflux time/min: a. 10; b. 30; c. 120; d. 300; e. 480.

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