一种环保型量子点荧光粉材料及其低温制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保型量子点荧光粉材料及其低温制备方法，制备方法为：先制备量子点溶液；再采用聚合物单体制备聚合物，并在聚合物中加入步骤一中制备的量子点溶液，制成量子点‑聚合物混合物；最后将步骤二制备的量子点‑聚合物混合物置于液氮中冷却固化10min‑5h后，粉碎成0.1‑1000um的粉末，进行过筛，即得到所需的环保型量子点荧光粉材料。通过发明专利技术提供的环保型量子点荧光粉材料及其低温制备方法，所制备的环保型量子点荧光粉材料具有不易团聚，产率高，稳定性好，安全环保，可操作性强，色域广等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子点材料领域，特别是指一种环保型量子点荧光粉材料及其低温制备方法。
技术介绍
量子点(又称纳米晶)通常由Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族元素组成，它具有优异的荧光性能，如发射波长连续可调、半峰宽窄，色域宽、量子点产率高等，因此备受中外研究者推崇和青睐。常见的量子点含有重金属元素，对环境和人体存在潜在威胁，并且通常保存在溶液中，不方便其在照明和显示领域的应用。大部分量子点在最后的干燥并形成荧光粉的制备中不仅会涉及到有机溶剂的挥发，对环境和实验人员造成不利影响，在量子点最后的干燥并形成荧光粉的过程中会涉及到高温过程，这可能会破坏量子点表面配体，导致量子点团聚，最终降低产率。CN104876441A提出了一种量子点玻璃荧光粉及其低温制备方法和应用，该方法先分别制备好量子点和硅基介孔材料，然后按照一定比例添加到无水乙醇中搅拌混合，干燥后采用放电等离子体烧结将上述混合物烧结成量子点玻璃。该方法过程繁琐，条件难以控制，而且在烧结的过程中还达到980℃高温，无法有效保护量子点表面配体，导致量子点的产率和稳定性都降低。CN105885318A提出了多色CdTe量子点/聚合物荧光复合材料的制备方法，该方法将聚合物用溶剂溶解或加热到熔融状态，再加入荧光可调的CdTe量子点/层状材料复合荧光粉，热蒸发除去溶剂或自然冷却。热蒸发掉的溶剂(例如：甲苯)会对人体和环境造成危害，熔融状态下加入量子点也不利于量子点表面配体的保护。此外，常用的量子点荧光粉材料的制备方法制备的量子点荧光粉材料，其产率和稳定性都难以得到保证。
技术实现思路
对以上提到的现有技术中量子点产率低以及稳定性低的缺点，本专利技术提供一种环保型量子点荧光粉材料及其低温制备方法，采用如下技术方案：步骤一、制备量子点溶液；步骤二、采用聚合物单体制备聚合物，并在聚合物中加入步骤一中制备的量子点溶液，制成量子点-聚合物混合物；步骤三、将步骤二制备的量子点-聚合物混合物置于液氮中冷却固化10min-5h后，粉碎成0.1-1000um的粉末，进行过筛，即得到所需的环保型量子点荧光粉材料。进一步地，步骤一中制备量子溶液为CsPb(Br0.5I0.5)3量子溶液，制备方法为：取碳酸铯、十八烯和油酸置于容器中，加热至100℃抽气30min，再升温至120℃抽气30min以除去水分和空气；继续升温至150℃后，通入氩气，使碳酸铯完全溶解，得到溶液记为A，将A溶液放置在100℃保温，以备后用；取油酸、油胺溶液置于容器中，加热至100℃抽气30min，再升温至120℃抽气30min以除去水分和空气，通入氩气，冷却至室温，得到溶液记为B；取十八烯、PbI2和PbBr2置于容器中，加热至100℃抽气30min，再升温至120℃抽气30min后，注入B溶液，在120℃下保温，使得PbI2和PbBr2完全溶解；将溶解的PbI2和PbBr2溶液继续升温至180℃，注入A溶液进行反应，反应后，冷却至室温，即得到CsPb(Br0.5I0.5)3量子点溶液；将得到的CsPb(Br0.5I0.5)3量子点溶液进行提纯，即得到提纯后的CsPb(Br0.5I0.5)3量子点溶液。进一步地，步骤一中制备量子溶液为CdSe@Zn0.5Cd0.5S量子点溶液，制备方法为：取氧化镉、六水合硝酸锌、硒粉、硫粉、三辛基膦、硬脂酸和十八烯置于容器中，加热至100℃抽气30min，然后通入氩气，继续升温至260℃，保温30min，自然冷却至室温得到溶液A；取溶液A，加入无水乙醇，混合均匀后，在10000r/min的转速下离心5min，去掉上层清液，将下层固体沉淀溶于甲苯中；重复上述操作多次，称取下层固体沉淀溶于氯仿中，即得到CdSe@Zn0.5Cd0.5S量子点溶液。进一步地，所述量子点溶液的提纯方法为：取量子点溶液和丁醇，置于容器中，加热至50℃进行磁力搅拌30min，再超声分散10min后，置于离心机中，再以12000r/min转速离心10min，然后去除上层清液，得到沉淀固体，再称取沉淀固体溶于氯仿中，得到量子点溶液；重复上述多次，即得到提纯后的量子点溶液。进一步地，步骤二中，制备量子点-聚合物混合物的方法为：取300-1000份的聚合物单体置于容器中,加入1-100份引发剂，在室温下，以500-1000r/min转速搅拌10min-2h至引发剂完全溶解；继续加热到30℃-60℃，保温10min-5h，使聚合物单体发生聚合反应；在聚合物单体发生聚合反应的过程中加入1-200份步骤一中制备的量子点溶液，搅拌30min-2h后抽气10min-1h，继续升温至30℃-60℃搅拌10min-5h，即得到量子点-聚合物混合物。进一步地，所述聚合物单体为甲基丙烯酸甲酯，所述引发剂为过氧化苯甲酰，所述量子点-聚合物混合物的制备方法为：取甲基丙烯酸甲酯置于容器中，加入过氧化苯甲酰，在室温下，以1000r/min转速搅拌1h，使得过氧化苯甲酰溶解在甲基丙烯酸甲酯中；进行加热，当温度达到50℃时保温25min-35min，再升温至55℃保温35-45min，然后继续升温至60℃保温30min-40min，使甲基丙烯酸甲酯发生聚合反应；再向容器其中加入步骤一制备的量子点溶液，再抽气30min，继续升温至50℃搅拌1h，即制得量子点-聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合物。进一步地，所述聚合物为透光性的高分子聚合物，聚合物单体还包括丙烯酸酯类树脂单体、有机硅氧烷树脂单体、丙烯酸酯改性聚氨酯单体、聚苯乙烯单体、聚碳酸酯单体、苯乙烯丙烯腈共聚体单体、聚甲基异戊二烯单体、透明聚氨酯单体、丙烯酸改性有机硅树脂单体或者环氧树脂单体中的一种或多种组合。进一步地，所述搅拌方式还包括机械搅拌或磁力搅拌；所述加热方式还包括水浴加热、油浴加热、沙浴加热、电磁加热、微波加热中的一种或者多种。进一步地，步骤三中，所述量子点-聚合物混合物的粉碎方法包括碾磨粉碎、物理机械粉碎，球磨粉碎、气流粉碎或者其中多种粉碎方式的组合，粉碎时间为0.5min-24h；采用400目的过滤网进行过筛，过筛后的粉体量子点荧光粉平均粒径为25um-35um。一种采用如上任意所述的一种环保型量子点荧光粉材料的低温制备方法制备的环保型量子点荧光粉材料。本专利技术提供了一种环保型量子点荧光粉材料及其低温制备方法，所制备的环保型量子点荧光粉材料具有量子点不易团聚，产率高，稳定性好，安全环保，无有害溶剂挥发，可操作性强，色域广的优点。附图说明图1为实施例一低温制备CsPb(Br0.5I0.5)3量子点荧光粉材料、CsPb(Br0.5I0.5)3量子点溶液和现有技术中高温制备的CsPb(Br0.5I0.5)3量子点荧光粉的发射光谱对比图；图2为实施例一中低温制备CsPb(Br0.5I0.5)3量子点荧光粉材料、CsPb(Br0.5I0.5)3量子点溶液和现有技术中高温制备的CsPb(Br0.5I0.5)3量子点荧光粉在85℃温度和85％湿度下的产率老化测试图；图3为实施例二低温制备CdSe@Zn0.5Cd0.5S量子点荧光粉材料、CdSe@Zn0.5Cd0.5S量子点溶液和现有技术高温制备的CdSe@Zn0.5Cd0.5S量子点荧光粉的发射光谱对比图；图4为实施例二低温制备CdSe@Zn0.5Cd0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型量子点荧光粉材料的低温制备方法，其特征在于：步骤一、制备量子点溶液；步骤二、采用聚合物单体制备聚合物，并在聚合物中加入步骤一中制备的量子点溶液，制成量子点‑聚合物混合物；步骤三、将步骤二制备的量子点‑聚合物混合物置于液氮中冷却固化10min‑5h后，粉碎成0.1‑1000um的粉末，进行过筛，即得到所需的环保型量子点荧光粉材料。

【技术特征摘要】
1.一种环保型量子点荧光粉材料的低温制备方法，其特征在于：步骤一、制备量子点溶液；步骤二、采用聚合物单体制备聚合物，并在聚合物中加入步骤一中制备的量子点溶液，制成量子点-聚合物混合物；步骤三、将步骤二制备的量子点-聚合物混合物置于液氮中冷却固化10min-5h后，粉碎成0.1-1000um的粉末，进行过筛，即得到所需的环保型量子点荧光粉材料。2.如权利要求1所述的一种环保型量子点荧光粉材料的低温制备方法，其特征在于，步骤一中制备量子溶液为CsPb(Br0.5I0.5)3量子溶液，制备方法为：取碳酸铯、十八烯和油酸置于容器中，加热至100℃抽气30min，再升温至120℃抽气30min以除去水分和空气；继续升温至150℃后，通入氩气，使碳酸铯完全溶解，得到溶液记为A，将A溶液放置在100℃保温，以备后用；取油酸、油胺溶液置于容器中，加热至100℃抽气30min，再升温至120℃抽气30min以除去水分和空气，通入氩气，冷却至室温，得到溶液记为B；取十八烯、PbI2和PbBr2置于容器中，加热至100℃抽气30min，再升温至120℃抽气30min后，注入B溶液，在120℃下保温，使得PbI2和PbBr2完全溶解；将溶解的PbI2和PbBr2溶液继续升温至180℃，注入A溶液进行反应，反应后，冷却至室温，即得到CsPb(Br0.5I0.5)3量子点溶液；将得到的CsPb(Br0.5I0.5)3量子点溶液进行提纯，即得到提纯后的CsPb(Br0.5I0.5)3量子点溶液。3.如权利要求1所述的一种环保型量子点荧光粉材料的低温制备方法，其特征在于，步骤一中制备量子溶液为CdSe@Zn0.5Cd0.5S量子点溶液，制备方法为：取氧化镉、六水合硝酸锌、硒粉、硫粉、三辛基膦、硬脂酸和十八烯置于容器中，加热至100℃抽气30min，然后通入氩气，继续升温至260℃，保温30min，自然冷却至室温得到溶液A；取溶液A，加入无水乙醇，混合均匀后，在10000r/min的转速下离心5min，去掉上层清液，将下层固体沉淀溶于甲苯中；重复上述操作多次，称取下层固体沉淀溶于氯仿中，即得到CdSe@Zn0.5Cd0.5S量子点溶液。4.如权利要求2所述的一种环保型量子点荧光粉材料的低温制备方法，其特征在于，所述量子点溶液的提纯方法为：取量子点溶液和丁醇，置于容器中，加热至50℃进行磁力搅拌30min，再超声分散10min后，置于离心机中，再以12000r/min转速离心10min，然后去除上层清液，得到沉淀固体，再称取沉淀固体溶于氯仿中，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏居富，周超，李静，
申请(专利权)人：厦门世纳芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35