文献综述
课题研究的现状及发展趋势：
随着纳米材料和纳米技术的迅猛发展，二氧化硅复合材料的制备和应用已成为物理、化学、材料和生命科学等领域的研究热点。由于二氧化硅具有强度高、耐高温、生物相容性和紫外-可见光透过性好及化学性质稳定等优势，已成为各种纳米粒子的理想载体。为了克服单一材料的局限性,获得各种特殊性能的新材料,人们越来越多地借助于复合技术。因此,研究纳米复合材料具有重要意义。在非线性光学及太阳能转化等领域具有良好的应用前景。
量子点是一种纳米级别的半导体材料。量子点一般为球形或类球形，其直径常在2-20 nm之间，大多数量子点为IV、II-VI，IV-VI或III-V元素组成。例如碲化镉量子点、硒化镉量子点、硫化镉量子点、硒化铅量子点、硅量子点等。因为量子点是半导体材料，所以在一定的电场、电压下，便会发出特定频率的的光。半导体的尺寸的改变可以影响发出的光的频率，因此只要改变半导体的尺寸就可以调节发出的光的颜色。由于这种纳米半导体有限制电子和电子空穴的特性，这一点和原子、电子特性相似，所以命名为量子点。量子点有许多其它他材料不具备的特性，主要包括尺寸效应、表面效应、宏观粒子隧道效应、量子限域效应。量子尺寸效应指的是通过改变量子点的结构、形状和尺寸，可以改变其能隙宽度、激子束缚能的大小以及激子的能量蓝移等电子状态。量子点的尺寸变小，它的吸收光谱会出现蓝移，尺寸越小，蓝移的程度越明显。量子点的表面效应指的是当量子点的粒径变小时，很多原子都位于量子点的表面，量子点的比表面积也会变大。由于量子点的比表面积大，且表面有大量原子，所以原子配位不足，不饱和键和悬键增多，这使得原子很容易与别的原子结合，量子点表面呈现出很高的活性。所以这种纳米材料可用于制作高催化活性的催化剂。量子点的宏观粒子隧道效应是指微观粒子具有贯穿势垒的能力，由于纳米粒子的表面能和扩散率极高，粒子间能充分接近，范德华力发挥，使得纳米粒子之间、纳米粒子与其它粒子之间的作用力强烈。从而使纳米粒子具有一系列的光、电、热、力学性能和吸附、催化、烧结等性能。
纳米二氧化硅为白色固体粉末，粒径在1-100nm之间，由于尺寸较小，因此具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观粒子隧道效应等其他材料不具备的性能，在光学、电学、物理学领域得到广泛应用。纳米二氧化硅由于具有化学惰性、良好的生物相容性、稳定性，成为改良其他纳米材料的良好载体。合成纳米二氧化硅的方法有很多，有溶胶-凝胶法、气相法、沉淀法等。其中溶胶-凝胶法中的stober法，是在乙醇溶液中，用氨水做催化剂，正硅酸四乙酯水解合成纳米二氧化硅，stober法是制备纳米二氧化硅最方便、最有效果的方法。气相法一般以四氯化硅为原料，用氢氧气流高温水解四氯化硅制备烟雾状二氧化硅，此方法有利有弊，制得的二氧化硅产品质量高，但成本也高，所需的技术条件、设备要高。沉淀法以水玻璃和无机酸（盐酸或硫酸）为原料，设定特定的ph值和温度，添加表面活性剂，沉淀干燥再煅烧，即可制得纳米二氧化硅。沉淀法制得的纳米二氧化硅容易团聚，故相对于其它方法，这个方法用的较少。
量子点技术是从上世纪70年代发展起来的，为了解决全球的能源危机。硫化镉是Ⅱ-Ⅵ族半导体复合物，有着良好的电化学性能，它能良好的将光能转化为化学能。硫化镉具有较窄的禁带宽度，对可见光敏感，因此在光电领域受到广泛应用。硫化镉的缺点也很明显，在可见光反应的过程中会发生光腐蚀现象，光生电子和空穴的结合率较高。单一的硫化镉量子点功能和应用都有限。为了克服硫化镉量子点的局限性，获得性能更好的材料，人们又致力于各种复合物的研究。硫化镉包裹二氧化硅便是其中的一种研究，但是在这方面的研究较少，尚存在较大的研究空间。
在前人的不断探索下，硫化镉的合成方法有很多。主要有固相合成法和液相合成法两大类。固相合成法是通过高温热解的方法制备硫化镉纳米粒子，制得的硫化镉粒子具体较低的光生电子-空穴对的再结合机率，平均粒径和分散性也都可控制。但高温处理过程中也会有部分氧化的硫化镉的现象发生，就会有氢氧化镉或氧化铬等杂质生成，这些杂质并没有光催化活性，所以对硫化镉的光催化活性就会产生较大的影响。液相合成法有溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等，液相合成法合成的硫化镉具有形貌可控制。早期的文献中，沉淀法是比较普遍的方法，将氯化镉和硫化钠置于去离子水中反应生成硫化镉，或者在乙酸镉水溶液中，滴加硫化钠溶液生成硫化镉。沉淀法步骤简单，成本低，技术要求低，且生成的硫化镉纯度高，没有杂质，但粒度大且不易分散，需要进一步的处理。
课题研究的意义和价值
本论文研究的主要目标为合成纳米二氧化硅/量子点复合物，材料的复合不仅能减少贵重原料的使用量,降低制备成本,而且还能使材料优势互补,获得性质优异的新材料。二氧化硅是纳米粒子，表面充满了不饱和键，所以可不进行表面改性便可直接将硫化镉包覆在其表面。本实验通过将硫化镉量子点包覆在纳米二氧化硅的表面合成二氧化硅@硫化镉核壳结构，研究二氧化硅@硫化镉核壳结构的光学特性。
参考文献
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