Page 48 - 《精细化工》2023年第9期

·1896· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

子点（SQDs）在内的无毒、高性能量子点日益受到 高的结晶度；自下而上法则是利用小分子合成 SQDs，
关注 [16-18] 。 化学反应使得 SQDs 具有丰富的反应位点和官能团。
人类对硫资源的应用具有数百年历史，在过去 1.1 自下而上法
一个世纪，工业方面通过化学冶炼的手段从火山岩 自下而上法是将较小的结构单元通过反应组装
等物质中提取硫磺 [19-21] 。在现代，硫磺主要以硫铁 成较大的结构体系。LI 等 [28] 通过相界面反应得到
矿开发、油气和有色金属提炼回收为主 [22] 。2015 年， SQDs，该方法是将 CdS 量子点分散在环己烷中 [31] ，
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中国硫磺产量约为 5.7×10 t，而 2020 年，已经增长 加入浓硝酸搅拌后发生相分离，萃取有机相后将中
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到 7.90×10 t，其中约 90%用于硫酸生产，对于硫资 间产物真空干燥得到 SQDs，荧光量子产率为 0.549%。
源的利用水平并不高。为更高效地利用硫资源，一 该工作基于相转移原理首次合成了 SQDs，对量子点
些新型材料得到开发，如硫纳米粒子（粒径>10 nm） 的发展具有重要意义。但该方法反应流程复杂，浓
已应用在硫锂电池 [19] 、聚硫脲 [23] 、抗菌剂 [24] 和功能 硝酸的使用存在安全隐患并会产生废水，且所得
性复合材料 [25] 等领域，但硫纳米粒子由于毒性强、 SQDs 荧光量子产率低，这些都极大地限制了 SQDs
水溶性差和粒径大等不利因素使其实际应用受到限 的实用性。
制 [26] 。科研人员发现，通过减小硫纳米粒子尺寸， 基于草酸的还原性，ARSHAD 等 [32] 以硫代硫酸
并对其进行表面修饰可得到 SQDs [27] ，SQDs 既具有 钠和草酸为原料，使用聚乙二醇 400（PEG-400）修
硫纳米粒子良好的可塑性和抗菌性，又具有其不具 饰并合成了 SQDs，荧光量子产率为 2.5%。如图 1
备的诸如毒性低、水溶性优异和粒径小等优势，将 所示，为更清晰地认识 SQDs 的结构，采用 FTIR 和
SQDs 应用于新型产业可以实现硫资源的高值化利 XPS 分析其表面结构特征及元素组成，通过 XPS 谱
用。SQDs 是一类粒径<10 nm 的纳米级硫材料 [27-29] 。 图发现，SQDs 含有不同形态的硫，氧化态硫和单质
2014 年，LI 等 [28] 首次以相界面反应法合成了 SQDs。 硫（S 0 ）都对光致发光有着重要的作用。对比 SQDs
SQDs 不仅具有高分散性、高发光性、高光学稳定性 与 PEG-400 的 FTIR 谱图发现，PEG-400 未参与化
等优异性能，还具有低毒性、无重金属污染、生物 学反应，但起到钝化作用，使 SQDs 分散，这为稳
相容性好等独特性质 [27-29] 。与碳、硅等量子点相比， 定剂的选择提供了理论基础，TEM 图表明，SQDs
SQDs 由于原料硫元素的杀菌性质，所以其在治疗抗 具有良好的分散性。该工作通过还原硫代硫酸钠中
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菌性病原体领域有着巨大的潜力 [30] 。 的 S 合成了 SQDs，拓宽了 SQDs 反应前体的选择
本文综述了 SQDs 制备方法、性质及应用的研 范围，荧光量子产率也得到提升，但 2.5%的荧光量
究现状，分析了不同合成方法对 SQDs 性质的影响， 子产率显然无法满足高亮荧光材料的要求。
介绍了 SQDs 在不同领域的应用，并展望了 SQDs 缩短反应时间可以提高 SQDs 的生产效率。草
未来的发展趋势，旨在为深入学习和研究 SQDs 提 酸具有强还原性，可以将 Na 2 S 2 O 3 中的 S 还原为
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供参考。 S 0 ，研磨作用下 S 0 与 NaOH 水溶液反应生成 Na 2 S，
再与 S 0 发生短链反应生成 SQDs [33] 。机械研磨加速
1 SQDs 的制备方法
反应，整个反应过程<1 h，荧光量子产率为 4.8%，
合成 SQDs 的方法较多，根据反应过程的不同 反应效率大幅提升。但该方法中间步骤过多，导致
可分为自下而上法和自上而下法。自上而下法是通过 收率较低，且作为生物成像材料，荧光量子产率和
刻蚀反应前体获得 SQDs，该法合成的 SQDs 具有较 发射波长仍不能满足需求。

图 1 SQDs 的 FTIR（a）、XPS 谱图（b）及 TEM 图（c） [32]
Fig. 1 FTIR (a) and XPS (b) spectra and TEM image (c) of SQDs [32]