自组装量子点的合成、表征与性能研究

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纳米粒子自组装形成各种尺度的有序结构获得新颖的整体协同特性,对于构建新型纳米材料有着重要意义。纳米粒子类流体,近来年作为一类新颖的纳米材料已逐步发展起来。由于其同时结合了纳米粒子独特的物化特性和流体材料的流动性能,使纳米粒子在室温或低温无溶剂的条件下可表现出类似液体的流动性行为。因此,它在调控纳米粒子组装结构,显著改善其可加工性能及热力学性能等方面极具研究价值。半导体量子点(QDs),由于其独特的光电特性以及在分析化学、生物医学等方面所展示出的诱人应用前景,一直以来引起了人们极大的关注。为进一步拓展量子点的应用领域,研究新型量子点材料则具有重大意义。本论文以量子点为研究对象,采用各种自组装技术合成了两类新型量子点材料(量子点类流体,量子点凝胶),并围绕自组装量子点的制备,组装结构及材料性能三方面开展了系列研究工作,并取得了一些创新性的研究成果。具体内容如下:   首先,运用氢键自组装技术,将柔性聚乙二醇(PEG)链修饰到水溶性CdTe量子点表面,得到了荧光性能优异的CdTe量子点类流体,并通过简单调控反应温度,成功获得了一系列不同发射的高荧光量子点类流体。   其次,我们首次运用超分子自组装的方法成功得到了量子点类流体。合成了β-环糊精修饰的CdTe量子点和两端金刚烷衍生化的聚乙二醇长链,通过β-环糊精与金刚烷的极强包结能力,合成了超分子β-环糊精包结组装的量子点类流体材料,并探究了不同长度柔性链对量子点组装结构及材料流动性能的影响。   再次,采用两亲性结构的表面活性剂十八烷基聚乙二醇,通过疏水相互作用将油相CdSe量子点转移至水相,并利用聚乙二醇链与α-环糊精间的包结作用,制备α-环糊精修饰的CdSe量子点类流体。结果表明,α-环糊精在调控量子点类流体的组装结构以及材料流动性能方面起着关键性作用。   最后,通过静电组装制备了硅氧烷修饰的量子点,并从可视化的溶胶-凝胶转变和界面接触角变化两方面探讨了其对阴离子的响应,实现了对氟离子选择性响应。
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