CdTe量子点简单合成及Hg离子的测定

刘其鹏，纪祥娟，尹慧君，王苗苗，刘 涛，孙秋香

(1．鲁南煤化工研究院，山东 济宁 272000；2．济宁半导体及显示产品质量监督检验中心，山东 济宁 272000)

水溶性量量子点具有量子效率高、荧光稳定性好且抗漂白能力强，利用量子点表面修饰的功能性基团与被分析物之间的相互作用，这种作用使量子点的荧光性增强或者产生荧光猝灭，可作为荧光探针检测重金属离子[1-4]。水溶性量子点的合成方法主要有传统的回流、高温水热、微波辅助加热等方法[5-9]，但是其合成量较少。

本文首先在水相中无氮气保护下采用高压锅加热的制备了巯基丙酸修饰的水溶性CdTe量子点，将CdTe量子点作为离子探针对水溶液中的重金属离子进行了检测，发现Hg2+对其有很强的荧光淬灭性，量子点检测线性范围为2×10-8～100×10-8mol/L，相关系数为0.9614，检测限达2×10-9mol/L，建立了一种简便快捷的检测Hg2+的方法。

1 试验部分

1.1 试剂和仪器

1.2 CdTe量子点的制备

量取40 mL去离子水，称取0.3828 g硼氢化钠和0.312 g碲粉依次加入其中，然后在4℃ 的冰箱中静置反应4～24h，当碲粉全部溶解，溶液呈淡红色，制得碲氢化钠溶液备用；在另一个中加入2000 mL去离子水、1.1416 g氯化镉5/2水合物和1.2616 g巯基丙酸，并滴入1 mol/L的氢氧化钠溶液调节其pH值8.5，然后加入配制好的碲氢化钠溶液，溶液颜色变为暗红色，制得CdTe前驱体溶液；将配制好的CdTe前驱体溶液置于高压锅中，经加热(约120℃，180kPa)37min得到CdTe量子点。加入2倍体积乙醇，经高速离心机离心得到胶体量子点沉淀。所有实验过程度在空气中进行。

1.3 荧光量子产率的测定

室温下的荧光量子产率以罗丹明6G( 荧光量子产率为95 )作参比来测定，测试方法参照文献的方法计算测试时量子点溶液和罗丹明6G溶液的吸收度为0.08[10]。

1.4 离子选择性和Hg2+的测定

取离心后再融入水中200μL量子点溶液，然后加入50μL 0.1mmol的不同金属离子溶液或不同浓度的Hg2+溶液，然后加入pH值7.0的PBS的缓冲液定容到5mL，离子浓度以最终溶液量计算。

2 结果与讨论

2.1 光谱性能

如图1所示，左图表示CdTe量子点的紫外可将光吸收光谱，从图中可以看出量子点具有从200 nm到500 nm很宽的紫外可见光吸收，480 nm为其第一吸收峰；右图表示CdTe量子点的荧光发射光谱图(350 nm激发)，在350 nm的激发下发射绿光发射峰位于514 nm，其半高宽为54 nm，经测试计算其量子效率为27%。

图1 CdTe量子点的紫外可将光吸收光谱(左)与514nm发射激发光谱(右)

Fig.1 UV-vis absorption(left)and emission spectra (right) of CdTe QDs (λem= 514nm,λex= 350nm)

2.2 CdTe量子结构分析

图2 CdTe量子点的XRD图谱

图2所示为CdTe量子点X射线衍射测试图谱。结果分析：测试的衍射峰宽化说明其为微小的纳米粒子，其结构为立方闪锌矿结构，在2 为25.4°衍射峰，对应于CdTe立方晶系的(1 1 1)晶面。CdTe量子点衍射峰向CdS晶向偏移，说明巯基丙酸发生水解，少量的S参与Cd离子的配位作用。

2.3 Hg2+的测定

1μmol/L Cr3+,Ni2+,Cu2+,Co2+,Ag+,Fe2+,Zn2+,Fe3+,Pb2+,Hg2+,Mn2+

图3 不同金属离子存在时CdTe量子点的荧光强度

Fig.3 Fluorescence intensity of CdTe quantum dots on addition of metalions

图3为不同金属离子存在时CdTe量子点的荧光强度。由图中可以看出除了Hg2+外其他金属离子几乎对巯基丙酸修饰的CdTe量子点发光强度没有影响，说明对Hg2+的测定具有非常好的选择性。

图4 不同浓度的Hg2+对CdTe量子点荧光强度的影响

图5 Hg2+对量子点荧光淬灭的标准曲线图

图5是Hg2+对量子点荧光淬灭的标准曲线图。I0和I分别为空白量子点溶液和加入金属离子后的量子点溶液的荧光强度。从图中可以看出，2×10-8～100×10-8mol/L浓度范围内量子点的淬灭与Hg2+成良好的线性关系，其线性相关系数为0.9614，检出限为2×10-9mol/L。这说明这种检测Hg2+的方法有较低的检出限和较高的灵敏度。