一種用于膠體CdSe納米晶體的蝕刻劑及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于納米晶體領域，具體地涉及一種用于膠體CdSe納米晶體的蝕刻劑及方法。
【背景技術】
[0002]作為納米晶體的一個典型代表，CdSe納米晶體的性質和相關應用被廣泛研宄。在數年前就已經有研宄者報道過單個CdSe納米晶體中的量子限制Stark效應。基于CdSe的核殼結構(MSe/CdS納米晶體顯示出對Auger效應的抑制。CMSe和基于CMSe的納米晶體還被用來實現全彩色的顯示器件。
[0003]納米晶體的形狀和尺寸作為其性質表現的基礎受到大家的重視。在CdSe納米晶體的尺寸控制方面已經有很多報道。在三氯甲烷溶液中的光化學刻蝕法就被用來裁剪CdSe納米晶體的形狀和尺寸。3-氨基-1-丙醇和水的混合物可以對CMSe納米晶體進行緩慢的化學刻蝕，并通過光譜和結構分析來證明刻蝕結果。通過酸處理和Se的熱解吸附，CdSe納米線被刻蝕到原來尺寸的60%左右。H2O2被用來刻蝕CdSe納米晶體以得到全色光發射。另外，離子交換也是納米晶體刻蝕的一種常用的有效方法。但是，在以往的報道中，離子交換刻蝕法經常會在刻蝕的同時產生新的納米晶體。這在某種程度上對納米晶體的刻蝕和想要得到的結果帶來一定的不利影響。在對納米晶體尺寸進行裁剪的同時，不產生新的納米晶體這個問題值得研宄。
【發明內容】
[0004]發明目的:本發明的目的是提供一種用于膠體CdSe納米晶體的蝕刻劑。
[0005]本發明還要解決的技術問題在于提供一種膠體CdSe納米晶體的蝕刻方法，該方法可以簡便的實現對納米晶體尺寸的裁剪，同時不產生新的納米晶體，可控性強，無附加物的產生。
[0006]技術方案:為實現上述技術目的，本發明提出了一種用于膠體CdSe納米晶體的蝕刻劑，所述的蝕刻劑包含醋酸銅、硬脂酸鋅和砸粉，其中，醋酸銅、硬脂酸鋅和砸粉的摩爾比為1: (10?15): (10?15)。優選地，所述蝕刻劑中醋酸銅、硬脂酸鋅和砸粉的摩爾比為 1: 12: 12。
[0007]本發明進一步提出了一種膠體CdSe納米晶體的蝕刻方法，其利用上述的蝕刻劑完成蝕刻步驟。
[0008]具體地，上述蝕刻過程包括如下步驟:
[0009]將CdSe納米晶體、十八胺和十八烯一起裝入反應器中，開啟磁力攪拌，在氬氣環境下加熱到100?130°C，上述CdSe納米晶體可用常規的方法進行制備。
[0010](2)向上述反應器中加入醋酸銅的三丁基膦溶液并穩定10?20min分鐘，然后將上述反應液加熱至220?250°C ；
[0011](3)向步驟⑵得到的反應液中加入砸和硬脂酸鋅進行蝕刻反應，通過控制反應時間和醋酸銅、砸和硬脂酸鋅的加入量來調節蝕刻的程度。
[0012]優選地，在步驟(I)中，CdSe納米晶體、十八胺和十八烯的用量比為0.05mmol ； I ?3ml ； 10 ?15ml 0
[0013]有益效果:與現有技術相比，本發明的蝕刻劑原料簡單，成本低廉，利用本發明的蝕刻劑對CdSe納米晶體進行蝕刻，可以方便地實現CdSe納米晶體尺寸的裁剪，可以實現對CdSe納米晶體的發光峰從紅光到藍光的寬范圍刻蝕，且熒光光譜半高寬較窄，同時，刻蝕過程中CdSe納米晶體形貌和組成元素不發生改變，且無任何附加產物，可控性強，重復性好。
【附圖說明】
[0014]圖1為CdSe納米晶體刻蝕過程示意圖；
[0015]圖2為不同反應時間的CdSe納米晶體的吸收光譜，熒光光譜和紫外燈照射下的數碼照片；
[0016]圖3為不同反應時間的CdSe納米晶體的透射電鏡圖；
[0017]圖4為不同反應時間的CdSe納米晶體的X射線衍射圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明提供了一種用于膠體CdSe納米晶體的蝕刻劑，其特征在于，所述的蝕刻劑包含醋酸銅、硬脂酸鋅和砸粉，其中，醋酸銅、硬脂酸鋅和砸粉的摩爾比為1: (10?15): (10?15)。利用上述蝕刻劑進行蝕刻的步驟包括:
[0019](I)將CdSe納米晶體、十八胺和十八烯一起裝入反應器中，開啟磁力攪拌，在氬氣環境下加熱到100?1300C ；
[0020](2)向上述反應器中加入醋酸銅的三丁基膦溶液并穩定10?20min分鐘，然后將上述反應液加熱至220?250°C ；
[0021](3)向步驟⑵得到的反應液中加入砸和硬脂酸鋅進行蝕刻反應，通過控制反應時間和醋酸銅、砸和硬脂酸鋅的加入量來調節蝕刻的程度。
[0022]本發明的蝕刻過程圖如圖1所示。首先，Cu2+被Se2I原成Cu+，然后Cd2+和Cu +離子交換，這樣CdSe就被刻蝕掉。
[0023]下面通過具體的實施例詳細說明本發明。
[0024](一 )原始CdSe納米晶體制備
[0025]將1.9g砸粉和8.2g三丁基膦(TBP)超聲溶解備用；將0.0128g氧化鎘(CdO)、
0.6779g油酸(OA)和4.3093g十八烯(ODE)置于三口燒瓶中，并利用氬氣排出反應系統中的空氣；將上述反應物加熱至230°C使溶液澄清；然后將上述溶液冷卻至室溫后加入IgODA和3ml OA的混合物并利用氬氣排除空氣；將反應溶液加熱至260°C，穩定后迅速注入濃度為2.4M Se的TBP溶液0.25ml，反應進行20分鐘后停止，對反應生成的CdSe納米晶體通過離心沉淀進行提純，結果得到約0.0lmmol的CdSe納米晶體，將得到的CdSe納米晶體溶解于甲苯或正己烷中備用。
[0026]( 二)CdSe納米晶體的刻蝕
[0027](I)將制備好的原始 CdSe 納米晶體(0.0025mmol)、ODA(Iml)，ODE (12ml)置入三口燒瓶中，在氬氣環境下加熱至120°C ;
[0028](2)將Iml濃度為0.02M的CuACj^ TBP溶液注入上述溶液中并在120°C下穩定15分鐘，然后將溶液加熱至240°C ；
[0029](3)往上述液體中先后加入砸(0.1ml X 2.4M)和硬脂酸鋅/TBP (1.2mlX0.2M)，控制刻蝕反應時間。
[0030]粒徑的變化通過TEM照片和PL譜計算得到。由TEM照片、X射線衍射譜和元素分析可知刻蝕過程中CdSe納米晶體的形貌和組成元素。
[0031]蝕刻結果:
[0032]如圖2所示，圖2為刻蝕過程中CdSe納米晶體的吸收光譜(左)、熒光光譜(右)和紫外燈照射下的數碼照片(右圖插圖)，從圖中可以看出，隨著蝕刻時間的增加，CdSe納米晶體的發光峰從紅光變到到藍光，同時粒徑不斷減小，如圖3所示。具體來說，原始CdSe納米晶體粒徑為5.6nm，光致發光峰位為619nm，經過40分鐘的刻蝕反應后得到的CdSe納米晶體粒徑為2.6nm，光致發光峰位為526nm。從圖4可以看出，在整個蝕刻過程中，CdSe納米晶體的形貌和組成元素未發生改變。
[0033]綜上所述，本發明的方法可以簡便的實現對納米晶體尺寸的裁剪，同時不產生新的納米晶體，可控性強，無附加物的產生。
【主權項】
1.一種用于膠體CdSe納米晶體的蝕刻劑，其特征在于，所述的蝕刻劑包含醋酸銅、硬脂酸鋅和砸粉，其中，醋酸銅、硬脂酸鋅和砸粉的摩爾比為1: (10?15): (10?15)。2.一種膠體CdSe納米晶體的蝕刻方法，其特征在于，用權利要求1所述的蝕刻劑進行蝕刻。3.根據權利要求2所述的膠體CdSe納米晶體的蝕刻方法，其特征在于，所述蝕刻包括如下步驟: (1)將CdSe納米晶體、十八胺和十八烯一起裝入反應器中，開啟磁力攪拌，在氬氣環境下加熱到100?130。。； (2)向上述反應器中加入醋酸銅的三丁基膦溶液并穩定10?20min分鐘，然后將上述反應液加熱至220?250°C ； (3)向步驟(2)得到的反應液中加入砸和硬脂酸鋅進行蝕刻反應，通過控制反應時間和醋酸銅、砸和硬脂酸鋅的加入量來調節蝕刻的程度。4.根據權利要求3所述的膠體CdSe納米晶體的蝕刻方法，其特征在于，步驟⑴中，CdSe納米晶體、十八胺和十八烯的用量比為0.05mmol: I?3ml: 10?15ml。
【專利摘要】本發明公開了一種用于膠體CdSe納米晶體的蝕刻劑，所述的蝕刻劑包含醋酸銅、硬脂酸鋅和硒粉，其中，醋酸銅、硬脂酸鋅和硒粉的摩爾比為1∶(10～15)∶(10～15)。本發明同時提出了用上述蝕刻劑蝕刻CdSe納米晶體的方法。利用本發明的方法可以使CdSe納米晶體由最初的5.6nm刻蝕到2.6nm。本發明的蝕刻劑原料簡單，成本低廉，利用本發明的蝕刻劑對CdSe納米晶體進行蝕刻，可以方便地實現CdSe納米晶體尺寸的裁剪，可以實現對CdSe納米晶體的發光峰從紅光到藍光的寬范圍刻蝕，且熒光光譜半高寬較窄，同時，刻蝕過程中CdSe納米晶體形貌和組成元素不發生改變，且無任何附加產物，可控性強，重復性好。
【IPC分類】C01B19/04
【公開號】CN104891452
【申請號】CN201510290806
【發明人】楊伯平, 段文勇, 楊曉冬
【申請人】鹽城工學院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月29日