硅量子點的制備、表面修飾與性能.pdf

1、硅量子點由于其無毒、原材料豐富、發(fā)射波長可調(diào)及良好的生物相容性而成為熒光納米晶中的佼佼者。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域以及能源環(huán)境領(lǐng)域，納米結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料由于其特殊的性能引起了科研人員的關(guān)注[1]。硅納米材料作為一種新型的半導(dǎo)體納米材料，由于其特殊的基于其粒徑的光學(xué)性質(zhì)、不同表面修飾下的不同親疏水性和生物相容性等等特性，引起了科研人員對于其合成方法、表面修飾以及生物應(yīng)用和光催化性能的興趣[2-5]。
　　本文討論了我們對于硅量子點的制備，表面

2、修飾以及性能所做的研究。分別從制備，表面修飾和性能應(yīng)用這三個方面予以探討。
　　在硅量子點的制備方面，我們采用了還原硅烷法、高能球磨法以及電化學(xué)刻蝕法等三種不同的方法。通過對這三種制備方法的比較，探討了這三種制備方法的優(yōu)缺點。還原硅烷法具有制備出硅量子點粒徑均勻，分散性好以及不易被氧化的優(yōu)點；同時具有所采用的還原劑較為危險不宜大量制備，較難制備出全譜發(fā)光各個尺寸的硅納米晶等缺點。高能球磨法具有能夠大量制備和制備過程安全的優(yōu)點；同時

3、具有耗能較高，制備時間較長以及粒徑控制較難的缺點。電化學(xué)刻蝕法具有可控粒徑，方便迅速制備和制備出的硅量子點由于表面硅氫鍵的存在較易修飾功能分子的優(yōu)點；同時具有制備過程需要使用劇毒物質(zhì)氫氟酸以及粒徑的均一性不如還原硅烷法等缺點。
　　在對硅量子點進行表面修飾時，根據(jù)制備硅量子點的方法的不同，分為直接修飾和再修飾兩種方法。在使用還原硅烷法制備硅量子點時，利用三氯硅烷引入需要修飾的官能團直接進行修飾；在使用球磨法制備硅量子點時，利用球磨

4、過程中在硅片斷面產(chǎn)生的硅自由基直接對形成的硅量子點表面進行加成修飾；在使用電化學(xué)刻蝕法制備硅量子點時，第一步先制備出表面帶有硅氫鍵的硅量子點，然后再利用其硅氫表面進行加成修飾。
　　對于硅量子點的性能應(yīng)用，主要涉及到三個方面：利用硅量子點的熒光性能進行生物標(biāo)記，利用硅量子點的光催化性能還原二氧化碳，以及利用硅量子點的還原性能制備新型復(fù)合納米材料。在利用硅量子點進行生物標(biāo)記成像的應(yīng)用中，文章中利用電化學(xué)刻蝕法制備的表面修飾了十一烯醇

5、的硅量子點對 Hela細胞進行共聚焦成像，結(jié)果顯示成像效果較好并且?guī)缀鯖]有毒性。在光催化方面的應(yīng)用，則主要是利用球磨法制備的硅量子點進行了光催化還原二氧化碳的初步探索，結(jié)果顯示球磨法制備的硅量子點能夠?qū)⒍趸脊獯呋€原得到甲醛。這是第一次使用球磨法制備的硅量子點進行光催化還原二氧化碳，具有一定的前沿性和新穎性。在合成新型復(fù)合納米材料方面，則主要是利用電化學(xué)刻蝕法制備得到的具有硅氫表面的硅量子點做為還原劑，還原氯金酸制備得到硅金納米復(fù)合