17. 2023 年诺贝尔化学奖授予发现量子点的三位科学家,量子点的尺寸一般在1 nm~10 nm之间,是一种纳米级别的半导体。量子点的尺寸不同,则发光颜色不同,吸收光谱波长不同。实验室一种制备CdSe量子点的方法如下:
一、CdSe量子点前驱体的制备
Ⅰ.N
2气氛中,取1 mmol Se粉于三颈烧瓶中,加入15 mL的十八烯溶剂,加热到280℃,Se粉完全溶解形成橙色透明溶液;
Ⅱ.N
2气氛中,将1 mmol CdCl
2溶于4 mL油酸,加热至120℃,使CdCl
2完全溶于油酸,形成油酸镉澄清液体。
二、CdSe量子点的生长与制备
Ⅲ.将步骤Ⅱ中制备好的油酸镉溶液注射至步骤Ⅰ中含有Se粉的三颈烧瓶中,如下图所示,保持反应温度为260℃,反应45min。
三、CdSe量子点的纯化
Ⅳ.待反应液冷却后,加入20 mL乙醇溶液,CdSe析出,离心分离,加入正己烷分散后,再次加入乙醇,离心分离,重复2~3次后,用乙醇和丙酮洗涤 CdSe,即可得到干净的CdSe量子点。
回答下列问题:
(1)Cd为第五周期ⅡB族,则Cd的价层电子排布式为
___________。
(2)步骤Ⅱ中N
2的作用为
___________,油酸与镉配位的原子为
___________。
(3)Se的一种制备方法如下:向Na
2SeO
3水溶液中加入
进行还原,得Se单质,过滤,洗涤,干燥,静置。制备过程中,会产生一种对环境无污染的气体,则该反应的离子方程式为
___________;此方法获得Se单质过程中无需使用的仪器是
___________(填名称)。
(4)步骤Ⅲ中,当监测到
___________现象时,证明CdSe量子点生长基本停止,制备完成。除此方法外,还可利用
___________物理现象初步鉴定CdSe量子点制备成功。
(5)步骤Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是
___________。
(6)CdSe洗涤干净的标志是
___________。