一种低成本自上而下的零维PtS2荧光量子点悬浊液制备方法

本发明属于荧光材料领域，特别涉及一种低成本自上而下的零维pts2荧光量子点悬浊液制备方法。

背景技术：

1、传统体相半导体由于其特别的电子和光学性质在现今社会具有十分广泛的应用，半导体的材料组成、晶体结构、掺杂方式等都是影响半导体性能的重要因素。体相半导体可使用液相外延、分子束外延、磁控溅射、物理气相沉积、化学气相沉积等自下而上的逐层生长方式制备。半导体量子点是一种尺寸在纳米级别的零维半导体材料，其材料尺寸小于材料的玻尔直径，具有量子限域效应，从而导致半导体量子点与其对应的体相半导体相比具有完全不同的光学和电学特性，在可见光和红外波长范围内具有较强的光吸收和明亮的窄带发射，并在此光谱范围内实现调控，形成光学增益等特性，因此在发光二极管、光纤通信中具有重要应用。通过调节量子点表面化学结构可以使其在不同化学环境中产生响应，可以使半导体量子点具有荧光标定特性，在生物成像和光学标定领域中具有广泛应用。以mos2、ws2为代表的过渡金属硫化物(tmd)材料具有与石墨烯类似的二维结构，因此也被称为“类-石墨烯”二维材料，表现出许多新奇的物理现象，如谷激子、强光与物质相互作用等。并且，并且光电性质有极强的层数相关性，大量报道表明tmd材料的禁带宽度随着原子层数的降低而降低。块体至多层的tmd材料多为间接带隙，但是部分tmd材料原子层数逐渐减少为单层时则直接变为直接带隙，发光效率大幅提升。由于以上奇特的光电性能，tmd在催化、储能、晶体管等领域的应用中具有优异的表现。二硫化铂(pts2)是一种最近开发的过渡金属硫化物(tmd)材料中的一员，具有典型的一个过渡金属原子被6个硫原子包围的典型八面体晶胞单元结构，其能带间隙在0.25～1.6ev之间变化，光伏范围从可见光到红外波长，在环境温度下表现出较高的导电性，为1107cm2v-1s-1，基于pts2的场效应晶体管、激光器取得显著进展，但是pts2从块体到单层的尺度变化中出现荧光信号太弱的问题，以往研究表明少层的pts2材料其光致发光信号难以检出，且以化学气相沉积(cvd)、分子束外延等方式制备少层的pts2材料，制备流程复杂，生产成本高。为解决以上问题，我们基于量子限域理论，采用低成本的自上而下制备方法，发明了新型的零维pts2量子点材料，其具有与pts2块体、pts2粉末、pts2少层材料完全不同的物质结构和光电特性，在荧光强度、荧光稳定性方面具有显著优势，可应用在生物荧光标记、光催化、显示成像等领域。

技术实现思路

1、针对以上存在的问题或不足，本发明以低成本的自上而下方法制备了新型的零维pts2荧光量子点，解决了pts2少层材料荧光强度不高、稳定性不足、制备困难的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：低成本超声剥离的pts2荧光量子点悬浊液制备方法，主要步骤如下：

3、步骤1：首先将10-1000mg的pts2粉末加入到去离子水中形成质量浓度为1～5g/l的悬浊液，设置磁力搅拌加热台温度为10-50℃，搅拌5-30min，得到混合液。

4、步骤2：将此混合液进行超声剥离，设置探针超声温度为10-50℃，功率为200-2000w，频率为5-100khz，每间隔1-10s超声0.5-5s，总共超声12-36h。随后将此探针超声后的混合液置于超声浴中，设置频率10-100khz超声1-10h。

5、步骤3：将超声后混合液进行离心分离。设置离心转速为2000-20000rpm，离心5-30分钟，以将未剥离的大块pts2粉末与剥离出的pts2量子点分离，收集到的上清液即为不包含pts2粉末的pts2溶液。

6、步骤4：将pts2溶液透析。使用截止值为1-10kda的透析膜透析pts2溶液12-36h，透析膜外的溶液即为最终获得的pts2量子点悬浊液。

7、该方法制备的pts2量子点悬浊液无需大型成膜设备，即可获得材料尺寸在1～10nm、量子效率在1.28％的低尺度、高荧光效率零维pts2荧光量子点，可以应用于生物荧光标记、光催化、显示成像等领域。

技术特征：

1.一种低成本自上而下的零维pts2荧光量子点悬浊液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的，一种低成本自上而下的零维pts2荧光量子点悬浊液制备方法，其特征在于，所述离心分离时离心转速为2000-20000rpm，离心5-30分钟。

技术总结本发明公开了一种以低成本、自上而下的制备出的零维PtS<subgt;2</subgt;荧光量子点悬浊液制备方法，涉及半导体量子点、发光二极管、荧光材料领域，特别是涉及一种低成本超声剥离的PtS2荧光量子点悬浊液。本发明通过超声、透析工艺将PtS<subgt;2</subgt;粉料剥离为量子点，无需昂贵、复杂的外延生长、气相沉积工艺，即可获得荧光效应明显、荧光性能长期稳定的nm尺度的PtS<subgt;2</subgt;荧光量子点。本发明解决了少层PtS<subgt;2</subgt;二维材料荧光信号弱、量子点时间稳定性不足等问题。技术研发人员：王辛瑜,贾开洪,薛卫东受保护的技术使用者：电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15