硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物及其制备方法

摘要

一种硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物及其制备方法，该介孔玻璃复合物中的硫系量子点为PbS、CdS或ZnS量子点；前驱体为具有氧化物组分为xMO‑100Al2O3‑100P2O5的溶胶凝胶玻璃，其中M＝Zn、Pb或Cd，x＝1～40，其比表面积大于300m2/g，典型的平均孔径直径范围为1.0～20.0nm。本发明介孔玻璃复合物的硫系量子点在磷酸盐介孔玻璃中分散均匀、掺杂浓度高，本发明介孔玻璃复合物具有优异的发光性能，在可调谐光通讯材料与光电器件领域有着重要的应用价值。

权利要求

1.一种硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物，其特征在于：所述的硫系量子点为PbS、CdS或ZnS量子点；前驱体为具有氧化物组分摩尔份数为xMO-100Al2O3-100P2O5的溶胶凝胶玻璃，其中M＝Zn、Pb或Cd，x＝1～40，其比表面积大于300m2/g，典型的平均孔径直径范围为

1.0～20.0nm。

2.权利要求1所述的硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物的制备方法，其特征在于，该方法包括溶胶凝胶法制备三元组分磷酸盐介孔玻璃和原位生长硫系量子点两个部分，具体步骤如下：①配置前驱体：以Pb盐、Cd盐或Zn盐中的一种及多种铝盐和多种磷源为前驱体；多种有机酸为络合剂；去离子水用于水解反应；稀氨水和稀盐酸用于调节反应溶液的pH值；采用多种硫源还原金属氧化物；

②在室温下，将Pb盐、Cd盐或Zn盐中的一种和有机酸混合，Pb盐、Cd盐或Zn盐和有机酸的摩尔比为1:2～1:3，搅拌均匀，得到金属离子螯合溶液；配置金属离子螯合溶液、铝盐和磷源的混合水溶液，混合水溶液浓度范围0.5～2.0mol/L，前驱体的摩尔比为M：Al：P＝x：1：

1，x取值范围为0.01～0.20；调节混合水溶液pH范围2.0～4.0，搅拌均匀获得混合水溶液；

③将所述的混合水溶液转移至带盖的培养皿中，室温静置1～14天，得到磷酸盐溶胶；

④将所述的磷酸盐溶胶放入烘箱中干燥1～7天，干燥温度50～90℃，得到磷酸盐干凝胶；

⑤将所述的磷酸盐干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中高温烧结4小时以上，烧结温度范围

400～800℃，得到无色透明的磷酸盐介孔玻璃；

⑥量子点的原位生长：在管式炉或玻璃烧杯中进行量子点的原位生长，将磷酸盐介孔玻璃放入99.9％的高纯氮气保护的管式炉或玻璃烧杯中，与硫源反应，反应温度不高于450℃，反应时间3分钟～72小时；

⑦反应结束后，磷酸盐介孔玻璃的颜色发生转变，得到硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物。

3.根据权利要求2所述的硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物的制备方法，其特征在于：所述步骤①中的Pb盐、Cd盐或Zn盐包括：Pb(CH3COO)2、PbCl2、PbSO4、CdCl2、Cd(CH3COO)2、Zn(CH3COO)2或Zn(NO3)2；多种铝盐包括：AlCl3、Al(CH3COO)3或乳酸铝；多种磷源包括：正磷酸、磷酸二氢铵、磷酸甲酯或磷酸三乙酯；多种有机酸包括：乙酸、草酸、乳酸或柠檬酸；多种硫源包括：纯度99.8％的硫化氢气体、纯度99％的硫化钠和硫粉。

说明书

硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及发光介孔玻璃复合物，特别是一种硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物及其制备方法。

背景技术

[0002] 量子点材料因为其特殊的宽调谐发光和吸收特性，已成为发光显示、光通讯、太阳能电池、非线性材料等方向的研究热门。由于量子限域效应和量子尺寸效应，量子点可实现在紫外、可见、近红外波段的受激发光，并且可通过调节量子点的晶粒尺寸来调节其发光峰的位置。然而独立的、分散的量子点极易团聚或者分解，为了提高量子点的稳定性和实用性，在实际光学材料和器件的设计使用过程中，量子点通常被复合于多种固态基质(如玻璃、聚合物材料等)。其中，量子点玻璃复合物通常采用的制备方法是熔融法。然而，熔融法一般需要很高的玻璃合成温度；另一方面，对于熔融法制备的量子点玻璃复合材料，一般很难实现高浓度的金属离子掺杂，从而限制了量子点在玻璃基体中的析出浓度，进而阻碍了量子点玻璃材料的研究开发。

[0003] 新型的溶胶凝胶技术是一种低温的制备半导体纳米微晶和玻璃材料的方法，己被用于制备几种II-VI族化合物半导体纳米复合材料。但是在量子点玻璃复合物制备过程中面临几个问题：第一，由于硫系金属化合物易分解、不稳定等特性以及技术工艺上的复杂性，溶胶凝胶法制备硫系量子点玻璃复合物的研究发展受到了很大的制约。第二，目前常见的在溶胶凝胶多孔材料中复合量子点的方法诸如浸渍法、原位反应法等通常存在掺入量子点分布不均匀、掺杂浓度难以控制等局限。第三，通过溶胶凝胶法制备的纳米复合材料多局限于硅酸盐体系，由于大多数非硅前驱体水解过快等因素，非硅体系纳米复合材料的合成一直是一个挑战。

[0004] 针对遇到的问题，本发明者研究出一种基于溶胶凝胶法合成的透明的、具有介孔结构的、磷酸盐的、适用于多种量子点原位生长的量子点-磷酸盐介孔玻璃复合物及其制备方法。与硅体系相比，磷酸盐介孔玻璃结构中具有A13+和P5-等活性更强的基团，在作为纳米材料微反应器等方面是一类非常热门的多孔材料。与此同时，掺杂的金属离子在玻璃网络中具有分子尺度的分散度以及结构上的键合，原位生长得到的量子点在玻璃网络中分散均匀并且掺杂牢固。而磷酸盐介孔玻璃具有的纳米尺度的孔道可以有效控制量子点生长尺寸并阻止量子点团聚，适于量子点在孔道中限域生长。此外，磷酸盐介孔玻璃在可见-近红外窗口具有高的透过率，可以实现该波段可观强度的发光输出。另外，通过调节金属离子的掺杂浓度，还可以调节该玻璃复合物的发光波长。本发明提供了一种量子点玻璃复合物制备的新方法，该方法工艺简单，成本低廉，制备得到量子点玻璃复合物具有均匀、稳定、可调的发光特性，在光通讯材料等光学器件领域有着重要的应用。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种一种硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物及其制备方法。使用磷酸盐介孔玻璃作为载体，通过一系列制备参数的调节，在磷酸盐介孔玻璃中实现不同尺寸、不同浓度、不同种类硫系量子点的原位生长，得到可见-近红外波段的可调谐发光。

[0006] 本发明的技术解决方案如下：

[0007] 一种硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物，其特征在于：是均匀掺杂有硫系量子点的磷酸盐介孔玻璃；所述的硫系量子点为PbS、CdS和ZnS量子点；所述的磷酸盐介孔玻璃为含有量子点前驱体氧化物组分的溶胶凝胶玻璃，其组分为xMO-100Al2O3-100P2O5(M＝Zn,2
Pb,Cd；x＝1～40)，其比表面积大于300m/g，典型的平均孔径直径范围为1.0～20.0nm。

[0008] 上述硫系量子点原位生长的磷酸盐介孔玻璃复合物的制备方法，其特征在于，包含溶胶凝胶法制备三元组分磷酸盐介孔玻璃和原位生长硫系量子点两个部分，包括如下步骤：

[0009] ①以多种金属盐、铝盐、磷源为前驱体；多种有机酸为络合剂；去离子水用于水解反应；稀氨水和稀盐酸用于调节反应溶液的pH值；采用多种硫源还原金属氧化物；

[0010] ②在室温下，混合金属盐和有机酸，摩尔比为1:2～1:3，搅拌均匀，得到金属离子螯合溶液；配置金属离子螯合溶液、铝盐和磷源的混合水溶液，混合水溶液浓度范围0.5～2.0mol/L，前驱体摩尔比为M：Al：P＝x：1：1，x取值范围为0.01～0.20；调节混合水溶液pH范围2.0～4.0，搅拌均匀；

[0011] ③将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置1～14天，得到磷酸盐溶胶；

[0012] ④将磷酸盐溶胶放入烘箱中干燥1～7天，干燥温度50～90℃，得到磷酸盐干凝胶；

[0013] ⑤将磷酸盐干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中高温烧结4小时以上，烧结温度范围400～800℃，得到无色透明的磷酸盐介孔玻璃；

[0014] ⑥量子点的原位生长：将磷酸盐介孔玻璃放入高纯氮气(99.9％)保护管式炉或玻璃烧杯中，与硫源反应，反应温度不高于450℃，反应时间3min～72h；

[0015] ⑦反应结束后，磷酸盐介孔玻璃的颜色发生转变，得到硫系量子点和磷酸盐介孔玻璃复合物。

[0016] 所述步骤①中多种金属盐包括：Pb(CH3COO)2、PbCl2、PbSO4、CdCl2、Cd(CH3COO)2、Zn(CH3COO)2、Zn(NO3)2；多种铝盐包括：AlCl3、Al(CH3COO)3、乳酸铝；多种磷源包括：正磷酸、磷酸二氢铵、磷酸甲酯、磷酸三乙酯；多种有机酸包括：乙酸、草酸、乳酸、柠檬酸；多种硫源包括：硫化氢气体(纯度99.8％)、硫化钠和硫粉(纯度99％)。

[0017] 本发明对比已有技术具有以下创新点：

[0018] 1.本发明在三元组分磷酸盐介孔玻璃中成功实现了硫系量子点的原位生长。公开了几种量子点-磷酸盐介孔玻璃复合物。

[0019] 2.本发明在磷酸盐介孔玻璃中原位生长了均匀的、高浓度的硫系量子点，公开了不同尺寸量子点原位生长的方法，通过改变工艺参数可以获得发光特性不同的量子点玻璃复合物。

[0020] 本发明对比已有技术具有以下显著优点：

[0021] 1、本发明所公开的制备方法制备条件简易，方法简单，操作方便有效。例如已报道的一种量子点掺杂玻璃及其制备方法(专利公开号：CN104230167A)，所采用的量子点掺杂玻璃的方法为熔融法，其熔制玻璃的温度为1300～1600℃，必须采用高温熔炉，反应条件苛刻。本发明所制备的磷酸盐介孔玻璃，煅烧温度400～800℃，之后降温至室温操作，采用普通马弗炉即可完成，在制作成本、操作方法上具有很大的优越性。

[0022] 2、本发明所公开的量子点-磷酸盐介孔玻璃复合物为块状无机材料，生长量子点分散均匀。已有技术通常采用浸渍法进行量子点的掺杂，例如已报道的镶嵌量子点的多孔二氧化硅复合材料(专利公开号：CN102690658A)。所用粉体材料在光学邻域的应用有限，多孔网络对量子点的吸附效率通常不高，量子点吸附浓度很难控制，而且难以得到在多孔网络中分散均匀的量子点。本发明制备了一体化的、完整的、透明的磷酸盐介孔玻璃，金属离子在玻璃网络中具有分子尺度的分散度，原位生长得到的量子点在玻璃网络中分散均匀，从而得到了吸收特性和发光特性均匀、优异的量子点玻璃复合物。

[0023] 3、本发明的量子点-磷酸盐介孔玻璃复合物，生长的量子点掺杂浓度高。通过采用一步合成的溶胶凝胶法，实现了Pb、Cd、Zn离子掺杂分别高达8％、20％和20％的原子浓度，拓展和突破了玻璃中量子点的浓度和相关光学特性的可调节范围。

[0024] 4、本发明实现了PbS量子点-磷酸盐介孔玻璃复合物在近红外波段的可调谐发光。向卫东等报道的溶胶-凝胶法制备PbS量子点玻璃的研究【物理学报，2008,57(7):4607】和黄建滨等报道的溶胶凝胶法制备PbS/SiO2量子点玻璃的研究【北京大学学报，1999,35(2):
183】虽然在硅体系中成功合成了PbS量子点，但量子点玻璃的发光性质均未见报道。本发明实现了PbS量子点玻璃复合物在近红外波段发光的稳定输出，并且可以通过改变掺杂Pb的浓度对发光峰位进行连续调节。另外，本发明制备的磷酸盐介孔玻璃的骨架为完整的三维网络结构，发光稳定性好。由于玻璃介孔孔径小，结构稳定，量子点可实现在纳米尺度介孔中的限域生长，阻碍了量子点的团聚，提高了量子点稳定性。本发明复合物具有优良的透光性、光学均匀性和稳定性，并且易加工，容易配合其他材料器件组成光学系统，在光器件领域有着更为广泛的应用。

附图说明

[0025] 图1为制备的复合物在日光灯下的照片，其中，(a)为实施例1、(b)为实施例3、(c)为实施例5、(d)为实施例7；

[0026] 图2为实施例1～9制备的复合物在波长为808nm激光激发下的发光光谱；

[0027] 图3为实施例10～15制备的复合物在波长325nm激光激发下的发光光谱；

[0028] 图4为实施例1～3制备的复合物的吸收光谱；

[0029] 图5为实施例8、9制备的复合物的XRD图谱。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0031] 实施例1：

[0032] 实施例1的制备方法如下：

[0033] (1)前驱体配置：在室温下，按照摩尔比1:2混合氯化铅和乳酸，得到铅(Pb)离子螯合溶液；配置Pb离子螯合溶液、氯化铝和磷酸二氢铵的混合水溶液，混合水溶液的浓度为1.0mol/L，前驱体摩尔比为Pb：Al：P＝0.01：1：1；调节混合水溶液的pH为3.0，搅拌均匀获得磷酸铝铅混合水溶液；

[0034] (2)磷酸铝铅介孔玻璃制备：将所述的磷酸铝铅混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置3天，得到磷酸铝铅溶胶；将所述的磷酸铝铅溶胶放入烘箱中干燥4天，干燥温度55℃，得到磷酸铝铅干凝胶；将所述的磷酸铝铅干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中400℃烧结72小时，得到无色透明的磷酸铝铅介孔玻璃；

[0035] (3)量子点生长：将所述的磷酸铝铅介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下反应1小时，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；反应结束后，关闭气路，磷酸铝铅介孔玻璃的颜色由无色转变为浅棕色，如图1(a)所示，得到PbS量子点-磷酸铝铅介孔玻璃复合物。该复合物在808nm激光激发下产生近红外光，发光峰值波长927nm，如图2曲线a所示。吸收光谱如图4曲线a所示。

[0036] 实施例2：

[0037] 实施例1的制备方法如下：

[0038] (1)在室温下，按照摩尔比1:2.5混合硫酸铅和柠檬酸，得到Pb离子螯合溶液；配置Pb离子螯合溶液、乳酸铝和磷酸甲酯的混合水溶液，混合水溶液的浓度为0.5mol/L，前驱体摩尔比为Pb：Al：P＝0.02：1：1；调节混合水溶液pH为2.5，搅拌均匀；

[0039] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置1天，得到磷酸铝铅溶胶；将所述的磷酸铝铅溶胶放入烘箱中干燥1天，干燥温度90℃，得到磷酸铝铅干凝胶；将磷酸铝铅干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中450℃烧结72小时，得到无色透明的磷酸铝铅介孔玻璃；

[0040] (3)将磷酸铝铅介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下进行反应4h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0041] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝铅介孔玻璃的颜色由无色转变为浅棕色，得到PbS量子点-磷酸铝铅介孔玻璃复合物。该复合物在808nm激光激发下产生近红外光，发光峰值波长980nm，如图2曲线b所示。吸收光谱如图4曲线b所示。

[0042] 实施例3：

[0043] 实施例3的制备方法如下：

[0044] (1)重复实施例2步骤(1)；

[0045] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置7天，得到磷酸铝铅溶胶；将磷酸铝铅溶胶放入烘箱中干燥7天，干燥温度50℃，得到磷酸铝铅干凝胶；将磷酸铝铅干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中500℃烧结48小时，得到无色透明的磷酸铝铅介孔玻璃；

[0046] (3)将磷酸铝铅介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下进行反应24h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0047] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝铅介孔玻璃的颜色由无色转变为浅棕色，如图1(b)所示，得到PbS量子点-磷酸铝铅介孔玻璃复合物。该复合物在808nm激光激发下产生近红外光，发光峰值波长1015nm，如图2曲线c所示。吸收光谱如图4曲线c所示。

[0048] 实施例4：

[0049] 实施例4的制备方法如下：

[0050] (1)在室温下，按照摩尔比1:2.5混合醋酸铅和乙酸，得到Pb离子螯合溶液；配置Pb离子螯合溶液、醋酸铝和磷酸三乙酯的混合水溶液，混合水溶液浓度1.5mol/L，前驱体摩尔比为Pb：Al：P＝0.05：1：1；调节混合水溶液pH为3.5，搅拌均匀；

[0051] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置10天，得到磷酸铝铅溶胶；将磷酸铝铅溶胶放入烘箱中干燥3天，干燥温度60℃，得到磷酸铝铅干凝胶；将磷酸铝铅干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中500℃烧结24小时，得到无色透明的磷酸铝铅介孔玻璃；

[0052] (3)将磷酸铝铅介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下进行反应2h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0053] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝铅介孔玻璃的颜色由无色转变为棕色，得到PbS量子点-磷酸铝铅介孔玻璃复合物。该复合物在808nm激光激发下产生近红外光，发光峰值波长1100nm，如图2曲线d所示。

[0054] 实施例5：

[0055] 实施例5的制备方法如下：

[0056] (1)重复实施例4步骤(1)

[0057] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置10天，得到磷酸铝铅溶胶；将磷酸铝铅溶胶放入烘箱中干燥3天，干燥温度60℃，得到磷酸铝铅干凝胶；将磷酸铝铅干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中600℃烧结10小时，得到无色透明的磷酸铝铅介孔玻璃；

[0058] (3)将磷酸铝铅介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下进行反应10h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0059] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝铅介孔玻璃的颜色由无色转变为棕色，如图1(c)所示，得到PbS量子点-磷酸铝铅介孔玻璃复合物。该复合物在808nm激光激发下产生近红外光，发光峰值波长1123nm，如图2曲线e所示。

[0060] 实施例6：

[0061] 实施例6的制备方法如下：

[0062] (1)在室温下，按照摩尔比1:3混合氯化铅和草酸，得到Pb离子螯合溶液；配置Pb离子螯合溶液、氯化铝和磷酸的混合水溶液，混合水溶液浓度2.0mol/L，前驱体摩尔比为Pb：Al：P＝0.05：1：1；调节混合水溶液pH为2，搅拌均匀；

[0063] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置14天，得到磷酸铝铅溶胶；将磷酸铝铅溶胶放入烘箱中干燥3天，干燥温度80℃，得到磷酸铝铅干凝胶；将磷酸铝铅干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中700℃烧结8小时，得到无色透明的磷酸铝铅介孔玻璃；

[0064] (3)将磷酸铝铅介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下进行反应48h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0065] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝铅介孔玻璃的颜色由无色转变为棕色，得到PbS量子点-磷酸铝铅介孔玻璃复合物。该复合物在808nm激光激发下产生近红外光，发光峰值波长1154nm，如图2曲线f所示。

[0066] 实施例7：

[0067] 实施例7的制备方法如下：

[0068] (1)在室温下，按照摩尔比1:2混合氯化铅和乳酸，得到Pb离子螯合溶液；配置Pb离子螯合溶液、乳酸铝和磷酸的混合水溶液，混合水溶液浓度1.0mol/L，前驱体摩尔比为Pb：Al：P＝0.08：1：1；调节混合水溶液pH为4，搅拌均匀；

[0069] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置3天，得到磷酸铝铅溶胶；将磷酸铝铅溶胶放入烘箱中干燥3天，干燥温度60℃，得到磷酸铝铅干凝胶；将磷酸铝铅干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中800℃烧结8小时，得到无色透明的磷酸铝铅介孔玻璃；

[0070] (3)将磷酸铝铅介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下进行反应2h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0071] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝铅介孔玻璃的颜色由无色转变为褐色，如图1(d)所示，得到PbS量子点-磷酸铝铅介孔玻璃复合物。该复合物在808nm激光激发下产生近红外光，发光峰值波长1292nm，如图2曲线g所示。

[0072] 实施例8：

[0073] 实施例8的制备方法如下：

[0074] (1)在室温下，按照摩尔比1:3混合醋酸铅和柠檬酸，得到Pb离子螯合溶液；配置Pb离子螯合溶液、醋酸铝和磷酸二氢铵的混合水溶液，混合水溶液浓度1.0mol/L，前驱体摩尔比为Pb：Al：P＝0.08：1：1；调节混合水溶液pH为3.3，搅拌均匀；

[0075] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置3天，得到磷酸铝铅溶胶；将磷酸铝铅溶胶放入烘箱中干燥3天，干燥温度60℃，得到磷酸铝铅干凝胶；将磷酸铝铅干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中600℃烧结4小时，得到无色透明的磷酸铝铅介孔玻璃；

[0076] (3)将磷酸铝铅介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下进行反应72h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0077] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝铅介孔玻璃的颜色由无色转变为褐色，得到PbS量子点-磷酸铝铅介孔玻璃复合物。该复合物在808nm激光激发下产生近红外光，发光峰值波长1325nm，如图2曲线h所示。对该复合物进行粉末XRD测试，得到的XRD图谱如图5中曲线h所示，对应PbS晶体的标准卡片PDF05-0592，可见在最强的3个峰位，XRD图谱相应出现了3个衍射峰，证明了PbS量子点的成功合成，而衍射峰较宽宽的现象正说明了合成的量子点尺寸较小。

[0078] 实施例9：

[0079] 实施例9的制备方法如下：

[0080] (1)重复实施例4步骤(1)，(2)；

[0081] (2)配置浓度为0.1M的硫化钠水溶液；

[0082] (3)称取0.1g磷酸铝铅介孔玻璃放入15mL硫化钠水溶液中，反应3min；反应结束后，磷酸铝铅介孔玻璃的颜色由无色转变为深褐色，取出磷酸铝铅介孔玻璃，使用去离子水润洗至少3次并室温晾干，得到PbS量子点-磷酸铝铅介孔玻璃复合物。该复合物在808nm激光激发下产生近红外光，发光峰值波长1745nm，如图2曲线i所示。对该复合物进行粉末XRD测试，得到的XRD图谱如图5中曲线i所示，对应PbS晶体的标准卡片PDF05-0592，在XRD图谱上几乎可以观察到所有对应于标准卡片的衍射峰，证明了PbS量子点的成功合成，而衍射峰与h样品相比变窄，说明本实施例合成的量子点尺寸大于实施例8所合成的量子点尺寸，与发光光谱相对位置相符。

[0083] 实施例10：

[0084] 实施例10的制备方法如下：

[0085] (1)在室温下，按照摩尔比1:2.7混合醋酸锌和乙酸，得到Zn离子螯合溶液；配置Zn离子螯合溶液、氯化铝和磷酸二氢铵的混合水溶液，混合水溶液浓度1.0mol/L，前驱体摩尔比为Zn：Al：P＝0.01：1：1；调节混合水溶液pH为3.3，搅拌均匀；

[0086] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置2天，得到磷酸铝锌溶胶；将磷酸铝锌溶胶放入烘箱中干燥4天，干燥温度60℃，得到磷酸铝锌干凝胶；将磷酸铝锌干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中650℃烧结10小时，得到无色透明的磷酸铝锌介孔玻璃；

[0087] (3)将磷酸铝锌介孔玻璃同硫粉一起放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再加热管式炉至450℃使硫粉蒸发，硫蒸气与磷酸铝锌介孔玻璃反应3h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；反应结束后，关闭气路，磷酸铝锌介孔玻璃的颜色由无色转变为浅黄色，得到ZnS量子点-磷酸铝锌介孔玻璃复合物。该复合物在325nm激光激发下产生蓝光，发光峰值波长455nm，如图3曲线a所示。

[0088] 实施例11：

[0089] 实施例11的制备方法如下：

[0090] (1)在室温下，按照摩尔比1:2混合醋酸锌和柠檬酸，得到Zn离子螯合溶液；配置Zn离子螯合溶液、醋酸铝和磷酸的混合水溶液，混合水溶液浓度1.0mol/L，前驱体摩尔比为Zn：Al：P＝0.15：1：1；调节混合水溶液pH为2.8，搅拌均匀；

[0091] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置2天，得到磷酸铝锌溶胶；将磷酸铝锌溶胶放入烘箱中干燥7天，干燥温度50℃，得到磷酸铝锌干凝胶；将磷酸铝锌干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中650℃烧结10小时，得到无色透明的磷酸铝锌介孔玻璃；

[0092] (3)将磷酸铝锌介孔玻璃同硫粉一起放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再加热管式炉至450℃使硫粉蒸发，硫蒸气与介孔磷酸铝锌玻璃反应6h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；反应结束后，关闭气路，磷酸铝锌介孔玻璃的颜色由无色转变为浅黄色，得到ZnS量子点-磷酸铝锌介孔玻璃复合物。该复合物在325nm激光激发下产生蓝光，发光峰值波长462nm，如图3曲线b所示。

[0093] 实施例12：

[0094] 实施例12的制备方法如下：

[0095] (1)在室温下，按照摩尔比1:2.5混合硝酸锌和草酸，得到Zn离子螯合溶液；配置Zn离子螯合溶液、氯化铝和磷酸二氢铵的混合水溶液，混合水溶液浓度1.0mol/L，前驱体摩尔比为Zn：Al：P＝0.20：1：1；调节混合水溶液pH为3.5，搅拌均匀；

[0096] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置2天，得到磷酸铝锌溶胶；将磷酸铝锌溶胶放入烘箱中干燥7天，干燥温度60℃，得到磷酸铝锌干凝胶；将磷酸铝锌干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中600℃烧结12小时，得到无色透明的磷酸铝锌介孔玻璃；

[0097] (1)将磷酸铝锌介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在300℃下反应48h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0098] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝锌介孔玻璃的颜色由无色转变为浅黄色，得到ZnS量子点-磷酸铝锌介孔玻璃复合物。该复合物在325nm激光激发下产生蓝光，发光峰值波长470nm，如图3曲线c所示。

[0099] 实施例13：

[0100] 实施例13的制备方法如下：

[0101] (1)在室温下，按照摩尔比1:3混合醋酸镉和乳酸，得到Cd离子螯合溶液；配置Cd离子螯合溶液、醋酸铝和磷酸甲酯的混合水溶液，混合水溶液浓度1.5mol/L，前驱体摩尔比为Cd：Al：P＝0.01：1：1；调节混合水溶液pH为4，搅拌均匀；

[0102] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置3天，得到磷酸铝镉溶胶；将磷酸铝镉溶胶放入烘箱中干燥3天，干燥温度70℃，得到磷酸铝镉干凝胶；将磷酸铝镉干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中700℃烧结5小时，得到无色透明的磷酸铝镉介孔玻璃；

[0103] (2)将磷酸铝镉介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下进行反应5min，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0104] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝镉介孔玻璃的颜色由无色转变为黄绿色，得到CdS量子点-磷酸铝镉介孔玻璃复合物。该复合物在325nm激光激发下产生黄绿光，发光峰值波长533nm，如图3曲线d所示。

[0105] 实施例14：

[0106] 实施例14的制备方法如下：

[0107] (1)在室温下，按照摩尔比1:2.5混合醋酸镉和草酸，得到Cd离子螯合溶液；配置Cd离子螯合溶液、氯化铝和磷酸三乙酯的混合水溶液，混合水溶液浓度2.0mol/L，前驱体摩尔比为Cd：Al：P＝0.10：1：1；调节混合水溶液pH为3.1，搅拌均匀；

[0108] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置7天，得到磷酸铝镉溶胶；将磷酸铝镉溶胶放入烘箱中干燥7天，干燥温度40℃，得到磷酸铝镉干凝胶；将磷酸铝镉干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中550℃烧结24小时，得到无色透明的磷酸铝镉介孔玻璃；

[0109] (3)将磷酸铝镉介孔玻璃放入管式炉中，通入纯度为99.9％的N2至少4小时以排尽管式炉中的空气；再通入硫化氢气体在室温下进行反应2h，实验尾气由浓度为10M的KOH水溶液吸收；

[0110] 反应结束后，关闭气路，磷酸铝镉介孔玻璃的颜色由无色转变为黄色，得到CdS量子点-磷酸铝镉介孔玻璃复合物。该复合物在325nm激光激发下产生黄光，发光峰值波长551nm，如图3曲线e所示。

[0111] 实施例15：

[0112] 实施例15的制备方法如下：

[0113] (1)在室温下，按照摩尔比1:2混合氯化镉和已酸，得到Cd离子螯合溶液；配置Cd离子螯合溶液、乳酸铝和磷酸的混合水溶液，混合水溶液浓度1.0mol/L，前驱体摩尔比为Cd：Al：P＝0.20：1：1；调节混合水溶液pH为3，搅拌均匀；

[0114] (2)将混合水溶液转移至带盖培养皿中，室温静置3天，得到磷酸铝镉溶胶；将磷酸铝镉溶胶放入烘箱中干燥7天，干燥温度40℃，得到磷酸铝镉干凝胶；将磷酸铝镉干凝胶放于坩埚中，在马弗炉中550℃烧结24小时，得到无色透明的磷酸铝镉介孔玻璃；

[0115] (4)配置浓度为0.01M的硫化钠水溶液；

[0116] (5)称取0.1g磷酸铝镉介孔玻璃放入15mL硫化钠水溶液中，反应3min；反应结束后，磷酸铝镉介孔玻璃的颜色由无色转变为黄色，得到CdS量子点-磷酸铝镉介孔玻璃复合物。取出、润洗并室温干燥磷酸铝镉介孔玻璃复合物，该复合物在325nm激光激发下产生橙光，发光峰值波长592nm，如图3曲线f所示。

[0117] 以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但仅为本发明的优选实施例，这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，依据本发明的技术原理和思想，还可做出若干变更和改进，如在本发明技术方案涉及的参数范围内，该范围包括改变磷酸盐介孔玻璃的干燥、烧结温度和时间，改变磷酸盐介孔玻璃与硫源的反应时间和反应温度等，这些变更和改进都是本发明的保护范围。