一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料及其制备方法，制备方法为：先制备量子点溶液，再对制备的量子点溶液进行提纯，最后将提纯后的量子点溶液与聚合物制成聚合物包覆量子点荧光粉材料；通过本发明专利技术提供的高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料及其制备方法，所制备的高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料具有产率高，稳定性高，耐温耐湿性好，安全环保，不易团聚、使用寿命长，简单实用的优点，可操作性强，适合大批量制备。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料及其制备方法
本专利技术涉及量子点材料领域，特别是指一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料及其制备方法。
技术介绍
量子点是一种新型的零维纳米材料，其优异的荧光性能、高量子产率、波长连续可调性、窄半峰宽，宽色域等使其在照明和显示领域有巨大的应用前景。当前制备的镉类量子点通常可以通过包覆形成核壳结构型量子点来减少表面缺陷、提高量子产率，但是过程繁琐，条件不易控制，其稳定性、耐温耐湿性或不理想。其次,当前大多数量子点在最后的干燥并形成荧光粉的过程中会涉及到高温过程，这可能会破坏表面配体,导致量子点团聚，降低量子产率。专利CN101585517，公开日为2009年11月25日，该专利提出了一种发射蓝光的硒化镉量子点粉末的合成方法，该方法所指量子点粉末仅仅包含硒化镉核，没有任何无机/有机层的保护，不仅会对环境造成危害，也无法衡量其使用过程中的稳定性。专利CN105885318A提出了一种多色CdTe量子点/聚合物荧光复合材料的制备方法，该方法将CdTe量子点和溶解的聚合物或者熔融状态聚合物混合，再冷却得到室温。该方法需要加热来加快溶剂挥发(100℃)，或熔融密炼过程中都要加热到高温(170℃)，这样无法保证量子点表面配体是否得到有效地保护，进而影响量子点的产率以及稳定性。CN103030822A提出了量子点粉末及其制备方法、硅胶透镜及其制作方法和LED灯具，该方法将量子点高分子分散体涂覆在平板上形成涂覆膜，再烘烤或紫外照射形成固化膜，最后再研磨得到量子点粉末。量子点粉末制备过程中要用到涂覆工艺，工序复杂；高温烘烤(150℃)也无法保证量子点表面配体不被破坏，将不利于量子点的产率和稳定性。
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高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料及其制备方法，采用如下技术方案：先制备量子点溶液，再对制备的量子点溶液进行提纯，最后将提纯后的量子点溶液与聚合物制成聚合物包覆量子点荧光粉材料；聚合物包覆量子点荧光粉材料的制备方法为：步骤一：先将高分子聚合物溶解于有机溶剂中；步骤二：在室温下，向步骤一制成的有机溶剂中加入提纯后的量子点溶液并混合均匀，制成量子点-高分子聚合物混合液；步骤三：将量子点-高分子聚合物混合液置于真空干燥箱中进行室温干燥，得到量子点-高分子聚合物固态混合物；步骤四：将量子点-高分子聚合物固态混合物粉碎，过筛，即得到高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料。进一步地，所述量子点溶液为Cd0.58Zn0.42S@ZnS@ZnS量子点溶液，其制备方法如下：步骤a：取氧化镉、无水乙酸锌、油酸和十八烯置于容器中，在100℃下抽气30min，再升温到150℃继续抽气30min，然后升温到250℃使得氧化镉和乙酸锌完全溶解，形成油酸镉和油酸锌溶液；步骤b：在油酸镉和油酸锌溶液中注入1-硫代癸烷，然后升温至270℃，保温20min，以生长Cd0.58Zn0.42S量子点核；步骤c：在Cd0.58Zn0.42S量子点核中缓慢注入1-硫代癸烷，260℃保温40min以生长第一层ZnS壳，继续注入1-硫代癸烷，在260℃保温30min以生长第二层ZnS壳，反应结束后自然冷却至室温，即得到Cd0.58Zn0.42S@ZnS@ZnS量子点溶液。进一步地，所述量子点溶液为CdSe@ZnSe@ZnS量子点溶液，其制备方法如下：步骤a：取无水乙酸锌、油酸和十八烯置于容器中，加热至150℃溶解，得到溶液A；步骤b：取硒粉和十八烯，超声分散得到分散液B；步骤c：取氧化镉、硬脂酸、十八烯和十八胺加热至100℃后抽气30min，再升温至250℃使得氧化镉完全溶解，再于280℃下注入步骤b制备的分散液B，反应5min后，再降温至220℃缓慢注入步骤a制备的溶液A，保温15min，即完成ZnSe层的包覆；步骤d：在步骤c完成后，注入1-硫代癸烷，在250℃保温30min以生长ZnS层，冷却至室温得到CdSe@ZnSe@ZnS量子点。进一步地，步骤二中，量子点溶液中的量子点和高分子聚合物的质量比为0.01:1～0.2:1。进一步地，所述高分子聚合物为透光性的高分子聚合物。进一步地，所述量子点溶液的提纯方法为：将量子点溶液和沉淀剂按照体积比为1:1～1:8混合，并在40℃～100℃下搅拌混合30min～1h，再进行超声分散10min～30min后,将混合溶液置于离心机中以6000r/min～14000r/min离心10min～30min，然后将离心得到的沉淀固体溶于溶剂中；重复上述操作两次后，即得到量子点沉淀固体；称取多次离心制得的量子点沉淀固体溶解在溶剂中即得到提纯的量子点溶液。进一步地，所述沉淀剂为甲醇、无水乙醇、丁醇、异丙醇、乙腈、丙酮中的一种或者多种。进一步地，所述溶剂为氯仿、正己烷和甲苯中的一种或者多种。进一步地，量子点-高分子聚合物混合液的混合方式包括物理搅拌、磁力搅拌、超声混合、球磨混合一种或多种混合方式的组合，混合时间为10min～48h，混合温度为25℃～60℃；量子点-高分子聚合物固态混合物的粉碎方法包括碾磨粉碎、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5min～100h。一种采用如上任意所述制备方法制备的一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料。本专利技术提供了一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料及其制备方法，所制备的高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料具有产率高，稳定性高，耐温耐湿性好，安全环保，不易团聚、使用寿命长，简单实用，可操作性强，适合大批量制备的优点。附图说明图1为实施例一中Cd0.58Zn0.42S@ZnS@ZnS量子点与对比样1的产率随包覆层数变化的对比图；图2为实施例二中CdSe@ZnSe@ZnS量子点与对比样2的产率随包覆层数变化的对比图；图3为实施例一中包覆聚合物的Cd0.58Zn0.42@ZnS@ZnS量子点荧光粉材料在85％湿度和85℃温度下与Cd0.58Zn0.42S量子点和未包覆有机物的Cd0.58Zn0.42@ZnS@ZnS量子点老化测试图；图4为实施例二中包覆了有机物CdSe@ZnSe@ZnS量子点荧光粉材料在85％湿度和85℃温度下与CdSe量子点和未包覆有机物的CdSe@ZnSe@ZnS量子点的老化测试图；图5为实施例一中包覆聚合物的Cd0.58Zn0.42@ZnS@ZnS量子点荧光粉材料在85％湿度和85℃温度下不同时间的发射光谱变化图；图6为实施例二中包覆了有机物CdSe@ZnSe@ZnS量子点荧光粉材料在85％湿度和85℃温度下不同时间的发射光谱变化图。具体实施方式本专利技术提供了一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料及其制备方法，以下用实施例对本专利技术的制备方法做进一步说明。实施例一实施例一以Cd0.58Zn0.42S@ZnS@ZnS量子点制备高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料，制备方法包括：步骤1、量子点溶液的制备；取1mmol氧化镉、10mmol无水乙酸锌、6ml油酸和10ml十八烯置于100ml的三口烧瓶中，100℃抽气30min，再升温至150℃继续抽气30min，然后升温至250℃使得氧化镉和乙酸锌完全溶解，形成油酸镉和油酸锌溶液；在油酸镉和油酸锌溶液中快本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料的制备方法，先制备量子点溶液，再对制备的量子点溶液进行提纯，最后将提纯后的量子点溶液与聚合物制成聚合物包覆量子点荧光粉材料；其特征在于，聚合物包覆量子点荧光粉材料的制备方法为：步骤一：先将高分子聚合物溶解于有机溶剂中；步骤二：在室温下，向步骤一制成的有机溶剂中加入提纯后的量子点溶液并混合均匀，制成量子点‑高分子聚合物混合液；步骤三：将量子点‑高分子聚合物混合液置于真空干燥箱中进行室温干燥，得到量子点‑高分子聚合物固态混合物；步骤四：将量子点‑高分子聚合物固态混合物粉碎，过筛，即得到高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料。

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料的制备方法，先制备量子点溶液，再对制备的量子点溶液进行提纯，最后将提纯后的量子点溶液与聚合物制成聚合物包覆量子点荧光粉材料；其特征在于，聚合物包覆量子点荧光粉材料的制备方法为：步骤一：先将高分子聚合物溶解于有机溶剂中；步骤二：在室温下，向步骤一制成的有机溶剂中加入提纯后的量子点溶液并混合均匀，制成量子点-高分子聚合物混合液；步骤三：将量子点-高分子聚合物混合液置于真空干燥箱中进行室温干燥，得到量子点-高分子聚合物固态混合物；步骤四：将量子点-高分子聚合物固态混合物粉碎，过筛，即得到高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料。2.如权利要求1所述一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料的制备方法，其特征在于，所述量子点溶液为Cd0.58Zn0.42S@ZnS@ZnS量子点溶液，其制备方法如下：步骤a：取氧化镉、无水乙酸锌、油酸和十八烯置于容器中，在100℃下抽气30min，再升温到150℃继续抽气30min，然后升温到250℃使得氧化镉和乙酸锌完全溶解，形成油酸镉和油酸锌溶液；步骤b：在油酸镉和油酸锌溶液中注入1-硫代癸烷，然后升温至270℃，保温20min，以生长Cd0.58Zn0.42S量子点核；步骤c：在Cd0.58Zn0.42S量子点核中缓慢注入1-硫代癸烷，260℃保温40min以生长第一层ZnS壳，继续注入1-硫代癸烷，在260℃保温30min以生长第二层ZnS壳，反应结束后自然冷却至室温，即得到Cd0.58Zn0.42S@ZnS@ZnS量子点溶液。3.如权利要求1所述一种高稳定性聚合物包覆量子点荧光粉材料的制备方法，其特征在于，所述量子点溶液为CdSe@ZnSe@ZnS量子点溶液，其制备方法如下：步骤a：取无水乙酸锌、油酸和十八烯置于容器中，加热至150℃溶解，得到溶液A；步骤b：取硒粉和十八烯，超声分散得到分散液B；步骤c：取氧化镉、硬脂酸、十八烯和十八胺加热至100℃后抽气30min，再升温至250℃使得氧化镉完全溶解，再于280℃下注入步骤b制备的分散液B，反应5min...

【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