本发明专利技术提供了一种有机胺表面改性的金属硫化物材料，由金属硫化物材料与包覆在其外表面的有机胺外壳组成，金属硫化物材料与有机胺外壳通过强化学键结合，化学和物理性质稳定，结合牢固，在各种化学反应和多次循环使用条件下不会脱落。本发明专利技术还提供了一种上述金属硫化物材料表面有机胺改性的方法，是将金属硫化物材料与含有胺基功能基团的有机化合物或含有胺基功能基团的高分子在有机相中混合后直接高温化学反应合成。本发明专利技术进一步提供了一种上述金属硫化物材料的用途，主要用做半导体发光材料、光电和电光转换材料、光电催化材料、光热材料、生物标记材料及着色颜料等。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种有机胺表面改性的金属硫化物材料，由金属硫化物材料与包覆在其外表面的有机胺外壳组成，金属硫化物材料与有机胺外壳通过强化学键结合，化学和物理性质稳定，结合牢固，在各种化学反应和多次循环使用条件下不会脱落。本专利技术还提供了一种上述金属硫化物材料表面有机胺改性的方法，是将金属硫化物材料与含有胺基功能基团的有机化合物或含有胺基功能基团的高分子在有机相中混合后直接高温化学反应合成。本专利技术进一步提供了一种上述金属硫化物材料的用途，主要用做半导体发光材料、光电和电光转换材料、光电催化材料、光热材料、生物标记材料及着色颜料等。【专利说明】一种有机胺表面改性的金属硫化物材料及其制造方法和用 途
： 本专利技术涉及一种有机胺表面改性的金属硫化物材料及其制造方法，主要应用于半 导体发光材料、光电和电光转换材料、光电催化材料、光热材料、生物标记材料及着色颜料 等领域。
技术介绍
： 金属硫化物材料由于其具有特殊的光学、电学、热学、磁学等性质，使其在发光、光 电、光热、催化、传感、超导、非线性光学、光化学电池和太阳能电池等领域具有广泛用途。 目前，金属硫化物材料在诸多领域的应用存在两个方面的技术挑战： 一是解决金属硫化物材料与有机分子的界面问题。金属硫化物材料表面包覆有机 分子，能够提高金属硫化物材料的稳定性，改善金属硫化物材料在水溶液或有机溶剂中的 分散性，增加与生物组织的相容性，还可以在金属硫化物材料外表面偶联各种生物分子。但 是，现有技术解决这个问题大部分采用物理界面的方法，如各种喷涂技术，这种物理界面的 结合牢固性较差，容易脱落；一些采用化学界面解决有机-机界面问题的方法，如表面活性 剂法、硅烷偶联剂法等，主要通过配位键、氢键、静电作用和范德华力等弱相互作用结合，形 成的有机-无机界面不稳定，限制了金属硫化物材料的应用。例如，目前在生物医学领域广 泛使用的硫化镉（CdS)量子点，由于毒性大，稳定性差，生物相容性不好，表面偶联抗体等 生物分子困难，用于荧光生物标记材料受到限制。 二是改进和提高金属硫化物材料物理和化学性能。金属硫化物材料表面包覆有机 分子，能够改变金属硫化物材料表面的化学性质、组成和结构，进而改变金属硫化物材料表 面物理和化学性能，使之展现出一些新的光、电、热、磁性能，产生新型的高性能材料。但是， 现有技术改进和提高金属硫化物材料物理和化学性能的路径主要是金属离子掺杂。例如， 目前宽禁带半导体材料硫化锌（ZnS)量子点的发光性能提高主要依赖于金属锰离子（Mn) 掺杂来获得，而且，发光效果并不显著。通过有机分子在金属硫化物材料表面化学反应改 性，以提高硫化锌（ZnS)材料的发光性能，目前仍然是一个技术挑战。 本专利技术针对上述金属硫化物材料性能和应用存在的问题，提供一种有机胺表面改 性的金属硫化物材料及其制造方法和用途。 本专利技术的第一个目的是实现金属硫化物材料与包覆在其外表面的有机胺分子形 成强共价结合，解决有机-无机界面不稳定性的问题，与此同时，在金属硫化物材料表面形 成一个亲水性或疏水性有机物外壳，使之在水溶液或有机溶剂中具有更好的分散性和相容 性，或者具有较好的生物相容性，而且，包覆在金属硫化物材料表面的含有活性功能基团的 有机胺可以进一步与其它有机分子或生物分子连接； 本专利技术的第二个目的是通过控制有机胺与金属硫化物材料之间的表面化学反应 过程，改变金属硫化物材料表面的化学性质、组成和结构，因而改变金属硫化物材料表面物 理和化学性能，使之展现出一些新的光、电、热、磁性能，应用于半导体发光材料、光电和电 光转换材料、光电催化材料、光热材料、生物标记材料及着色颜料等领域。
技术实现思路
： 为实现上述目的，本专利技术的主要内容是： 一种有机胺表面改性的金属硫化物材料，由金属硫化物材料与包覆在其外表面的 有机胺外壳组成，金属硫化物材料与有机胺外壳通过强化学键结合。 其中金属硫化物材料是由一种或多种金属阳离子与硫阴离子形成的化合物材料， 金属阳离子包括过渡金属如锌、镉、锡、镓、铟、铜、铅、铁、钴、镍、萊、银、金、秘、猛、鹤、银、钥 和稀土金属。 其中包覆在金属硫化物材料外表面的有机胺外壳是一种含有胺基功能基团的有 机化合物，包括脂肪胺类、醇胺类、酰胺类、脂环胺类、芳香胺类和萘系胺类等；或者是一种 含有胺基功能基团的有机高分子，包括含胺类单体的聚合物或天然聚合物，如聚乙烯亚胺 等；或者是一种含有胺基功能基团的有机化合物和含有胺基功能基团的有机高分子中的两 种或多种组成的混合物。 其中的强化学键结合是指有机胺中的氮元素与金属硫化物中的金属元素之间在 有机相中通过化学反应形成的共价键和或离子键结合，其特征是化学和物理性质稳定，结 合牢固，在各种化学反应和多次循环使用条件下不会脱落，区别于在水相中形成的弱化学 键结合，诸如氢键、分子键、范德华力、静电力、吸附力结合。 其中有机胺表面改性是指金属硫化物材料与有机胺外壳通过强化学键结合后，金 属硫化物材料的表面组成和结构发生了改变，导致金属硫化物材料表面物理、化学和生物 性能发生了改变，如展现出新的光、电、热、磁性能。 一种上述有机胺表面改性金属硫化物材料的制造方法，是将金属硫化物材料和有 机胺在有机相中混合后直接高温化学反应合成，其中高温化学反应的反应温度在50-300 摄氏度。 其中金属硫化物材料是由一种或多种金属阳离子与硫阴离子形成的化合物材料， 金属阳离子包括过渡金属如锌、镉、锡、镓、铟、铜、铅、铁、钴、镍、汞、银、金、铋、锰、钨、钒、钥 和稀土金属。 其中包覆在金属硫化物材料外表面的有机胺外壳是一种含有胺基功能基团的有 机化合物，包括脂肪胺类、醇胺类、酰胺类、脂环胺类、芳香胺类和萘系胺类等；或者是一种 含有胺基功能基团的有机高分子，包括含胺类单体的聚合物或天然聚合物，如聚乙烯亚胺 等；或者是一种含有胺基功能基团的有机化合物和含有胺基功能基团的有机高分子中的两 种或多种组成的混合物。 其中的有机相是含有胺基功能基团的有机化合物溶液；或者是含有胺基功能基团 的有机化合物与有机溶剂混合形成的溶液；或者是含有胺基功能基团的有机高分子与有机 溶剂混合形成的溶液；或者是含有胺基功能基团的有机化合物与含有胺基功能基团的有机 高分子混合形成的溶液；或者是含有胺基功能基团的有机化合物、含有胺基功能基团的有 机高分子与有机溶剂混合形成的溶液。 一种上述有机胺表面改性金属硫化物材料的用途，主要用做但不限于用做半导体 发光材料、光电和电光转换材料、光电催化材料、光热材料、生物标记材料及着色颜料。 同现有技术相比，本专利技术在制造工艺上通过一步化学反应直接对金属硫化物材料 表面进行了简单而有效的有机胺改性，使金属硫化物材料表面覆盖了一层含功能基团的有 机胺外壳，解决了金属硫化物材料与有机化合物或聚合物的界面问题，这种有机胺表面改 性金属硫化物材料技术不仅制造工艺非常简单，易于大规模工业化生产，而且产生的有机 胺表面改性的金属硫化物材料性能优异，具体表现在以下几个方面： ①金属硫化物材料尺寸和形状不受限制，颗粒状、针状、片状、块状或各种方法加 工制作的异形器件表面都本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机胺表面改性的金属硫化物材料，由金属硫化物材料与包覆在其外表面的有机胺外壳组成，金属硫化物材料与有机胺外壳通过强化学键结合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭伯良，
申请(专利权)人：北京格加纳米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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