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品名:氧化钼量子点
分子式:MoO₃₋ₓ(x 通常在 0 到 1 之间)
形貌:球形
粒径:3nm
纯度:99%+
外观:蓝色粉末
货期:现货
性能介绍:
该氧化钼量子点是非化学计量比的氧化钼,晶体结构中氧含量不固定,存在大量氧空位,钼以 Mo⁶⁺、Mo⁵⁺、Mo⁴⁺ 等多种价态共存,属于典型的混合相材料。
氧空位浓度 x 是决定其性能的核心参数:
x 接近 0 时,材料接近三氧化钼,为宽带隙半导体,带隙约 2.8~3.1 电子伏特;
随着 x 增大,氧空位引入杂质能级,带隙逐渐收窄,当 x 趋近于 1 时材料接近二氧化钼,呈现金属性导电。
因此 氧化钼量子点的导电性、光学吸收、催化活性都可以在半导体与金属之间连续调节,这是它区别于严格化学计量比氧化物材料的最大特点。
应用介绍:
在光学方面,氧化钼量子点最突出的性能是近红外吸收。氧空位带来的低价态钼(尤其是 Mo⁵⁺ 和 Mo⁴⁺)使自由载流子浓度升高,产生局域表面等离子体共振吸收,覆盖近红外一区甚至二区(1000~1700 纳米),并且光热转换效率很高。同时,超小尺寸的 MoO₃₋ₓ 量子点具有蓝色荧光发射能力,还原程度高的样品在紫外到可见光区还有由缺陷态引起的宽吸收背景。此外,由于 Mo⁶⁺ 与 Mo⁵⁺ 之间可以可逆转变,材料表现出明显的光致变色和电致变色特性,颜色随光照、电压、温度等外场刺激可逆变化。在化学与生物性能方面,氧化钼量子点具有多重类酶催化活性,包括过氧化物酶、氧化酶和过氧化氢酶活性,其中 Mo⁵⁺/Mo⁴⁺ 的价态循环能够催化过氧化氢分解产生活性氧(羟基自由基和单线态氧),催化能力强烈依赖氧空位浓度,还原度适中的样品活性最强。
有意思的是,低价态样品在另一些条件下又表现出清除自由基的抗氧化行为,呈现氧化还原双向活性。材料表面富含羟基和钼氧基团,容易进行聚乙二醇、抗体、靶向配体等功能化修饰;
同时它具有 pH 响应的降解行为,在酸性的肿瘤微环境中会缓慢降解,钼元素本身又是人体微量元素,代谢产物可排出体外,因此生物毒性低、安全性好。
量子点的小尺寸还带来极高的比表面积和表面反应活性。
基于上述性能,氧化钼量子点 最活跃的应用方向是生物医学。
利用其近红外吸收和光热转换能力,可作为光热治疗剂用于深部肿瘤的消融,与化疗或免疫治疗联用;
利用 Mo⁶⁺/Mo⁵⁺ 价态转变引起的光声信号,可作为光声成像造影剂实现肿瘤诊断,从而构建诊断与治疗一体化平台。
利用类过氧化物酶活性,可催化肿瘤微环境中内源性的过氧化氢生成羟基自由基,实现化学动力学治疗,与光热协同杀伤肿瘤;
类似的光热加活性氧协同机制也用于抗菌,对耐药菌感染有良好效果。
其荧光特性还可用于细胞成像和生物传感,例如检测过氧化氢、葡萄糖、谷胱甘肽和多巴胺等物质。
在能源与催化领域,氧空位既是载流子来源又是催化活性位点。
氧化钼量子点可用于光催化降解有机污染物、光解水制氢和二氧化碳还原;
作为电极材料用于超级电容器和锂、钠离子电池时,混合价态提供了良好的电子导电性和氧化还原赝电容,量子点的小尺寸缩短了离子扩散路径;
它还可用作析氢反应催化剂和锂氧电池的氧还原催化剂。
在电子器件领域,氧化钼量子点的功函数较高且可调,常用作有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的空穴传输层或界面修饰层,改善电荷抽取;
其对二氧化氮、氨气、氢气和挥发性有机物敏感,可制成室温工作的气敏传感器;Mo⁶⁺ 与 Mo⁵⁺ 的可逆价态转变还可用于阻变存储器。
此外,基于可逆变色的特性,氧化钼量子点可用于智能电致变色窗、防显示和防伪涂层;
作为固体润滑添加剂时,其层状结构易于剪切,具有高温抗磨性能。