II-VI族半导体量子点及其聚合物纳米复合材料在光学或光电器件、光催化剂以及生物传感器等方面都有优异的表现,因此具有很高的实际与潜在的应用价值。半导体量子点的制备方法主要由有机金属前驱体分解法、直接水相合成法、反相微胶束法等。相对于其它方法,水相合成法具有简易,环境友好等优点。而量子点/聚合物纳米复合材料的制备方法则从本质上主要有原位聚合法、原位粒子生成法、铸膜法。其中,铸膜法具有所用聚合物可多样化、简便等优点。一般来说,高质量的量子点具有尺寸单分散性窄、量子产率高、耐光氧化、结晶性好、表面缺陷少等特点。但是有学者指出,利用简便的水相法并控制反应条件,也可获得量子产率高的ZnS量子点水溶液,尽管这时的发光带是受限态发光,发光带也比较宽。 利用水相合成法,通过控制回流温度,合成出了尺寸和发光性能可控的ZnS量子点水溶液。并用3-巯基丙酸(MPA)将该ZnS量子点的表面钝化,MPA分子有效地阻碍了ZnS纳米晶体的生长与团聚。然后进一步利用沉淀分离技术对此ZnS量子点进行了纯化处理,最终得到了较为纯净的ZnS量子点水溶液。热重分析、红外光谱以及X射线衍射的分析结果都证实了这种立方晶结构的经MPA表面改性的ZnS量子点的形成。在此基础之上,合成了离子型聚氨酯的水性分散体,并利用铸膜法得到了ZnS量子点/聚氨酯纳米复合材料。结合有效质量模型(Brus模型)和TEM的分析结果,水溶液中的ZnS量子点尺寸为4-6 nm。 用紫外可见吸收光谱和光致发光光谱对ZnS水溶液和ZnS量子点/离子型聚氨酯复合材料的光学性质进行了研究。吸收光谱表明,回流温度升高(0℃,30℃,70℃)时,激子吸收峰的位置和吸收边都发生了红移,ZnS量子点表现出明显的量子尺寸效应；根据Brus模型,70℃下未纯化的ZnS量子点的尺寸约为3.0 nm,经纯化后的ZnS量子点的尺寸为3.2 nm,尺寸略微增加；聚氨酯内的ZnS仍呈现出量子点的吸收特性。ZnS含量从0.07％增加到0.21％时,ZnS仍表现出量子尺寸效应,说明ZnS在聚氨酯内没有发生明显的聚集。光致发光光谱表明,70℃水热处理过的ZnS量子点的发光强度明显增强,而且不同温度下发光带的位置完全不同,0℃,30℃和70℃下发光峰分别位于520 nm,470 nm,400nm;用302 nm的光激发时,复合材料的发光带位于360 nm;用358 nm的光激发时,发光带位于425 nm左右,这些辐射光均是受限态发光,产生于不同缺陷点上的受限的载流子辐射再结合,这些缺限态分别有Zn原子或离子的填隙态或空位态,S原子或离子的填隙或空位态等。