Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点及其制备方法技术

技术编号:19447225 阅读:20 留言:0更新日期:2018-11-14 16:48
本发明专利技术属于显示器件领域,提供了Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点及其制备方法。本发明专利技术提供的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法,通过将Cd源、Zn源、S源以及Se源的混合溶液进行水相转变、碱性调节以及水热反应快速合成了Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点溶液,并经过离心分离获得Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点,该方法操作简单,制备过程中反应快速高效,成本低,利于Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点及其制备方法
本专利技术属于显示器件领域,尤其涉及Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点及其制备方法。
技术介绍
量子点材料由于其激发光谱宽、发射光谱窄、发光波长可调、发光效率高等光学特性,被认为是极具潜力的新型光电材料。传统的量子点材料一般在有机体系中合成,其合成工艺复杂,合成过程中必须严格控制体系温度、水分及氧气含量,成本高昂且存在一定的环境危害,不仅限制了量子点材料的规模化制备,同时还由于制备获得的量子点材料水溶性差而限制了量子点材料在水体系中的应用。近些年来,为了提高量子点材料的水溶性,水热法开始应用于合成水溶性量子点材料。然而,由于传统的水热法反应过程中无法投料,采用该方法合成核壳结构量子点材料时需要先后进行成核、长壳两次水热反应,过程较为繁琐,不利于实际生产。因此,现有的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法工艺复杂,成本高,不适于规模化合成,对环境具有一定危害,且其制备获得的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点水溶性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点及其制备方法,旨在解决现有的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法存在的工艺复杂、成本高、不适于规模化合成、对环境具有一定危害以及所制备获得的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点水溶性差的问题。本专利技术提供了一种Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法,该制备方法包括如下步骤:在惰性氛围中,将镉源、锌源、硫源以及水溶性有机配体溶解在水中,得到Cd/Zn/S前躯体溶液;在惰性氛围中,将硒源和硼氢化物溶解在水中,得到Se前躯体溶液;将所述Se前躯体溶液注入到所述Cd/Zn/S前躯体溶液中,并调节溶液的PH值至8-10,得到Cd/Zn/S/Se前躯体溶液;将所述Cd/Zn/S/Se前躯体溶液进行水热合成处理,得到Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点溶液;将所述Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点溶液进行离心分离,洗涤,干燥,得到Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点。本专利技术还提供了Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点,所述Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点由上所述的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法制备获得。本专利技术提供的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法,通过将Cd源、Zn源、S源以及Se源的混合溶液进行水相转变、碱性调节以及水热反应一步快速合成了Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点溶液,并经过离心分离获得Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点,该方法的制备过程中不需要先后进行成核、长壳两次水热反应,且操作简单,反应快速高效,成本低,利于Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的规模化生产。本专利技术提供的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点,由前述的制方法制备获得,该Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点结构可调、性能稳定、尺寸均一,具有良好的水溶性和生物相容性。附图说明图1是本专利技术的一个实施例提供的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法的流程框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。请参阅图1,图1为本专利技术实施例提供的一种Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法的流程示意图。本专利技术实施例的Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法包括以下步骤:步骤S01:在惰性氛围中,将镉源、锌源、硫源以及水溶性有机配体溶解在水中,得到Cd/Zn/S前躯体溶液。在本专利技术实施例中,为了防止氧气或其他气体的存在使镉源、锌源、硫源以及水溶性有机配体在水中的溶解搅拌过程发生氧化等其它反应,将溶解和搅拌过程在惰性氛围中进行。惰性氛围包括但不限于氩气环境。其中,溶解和搅拌过程具体可以在三颈烧瓶中进行。在本专利技术实施例中,镉源、锌源、硫源、水溶性有机配体以及水的含量对后续量子点不同结构的形成的影响比较大,优选地,镉源、锌源、硫源、水溶性有机配体以及水的摩尔比为1:(5-30):(0-20):(1-5):(200-600)。在本专利技术实施例中,为了能够使镉源、锌源、硫源以及水溶性有机配体能够均匀的溶于水中,需要不断搅拌。其中,搅拌过程中的搅拌速率优选为800rpm-1200rpm,在此搅拌速率下可以得到分散均匀的Cd/Zn/S前躯体溶液。在本专利技术实施例中,水具体可以是纯水,即去离子水;镉源具体可以是氯化镉、溴化镉、碘化镉、硝酸镉、硫酸镉中至少的一种,但不限于前述材料;锌源具体可以是氯化锌、溴化锌、碘化锌、硝酸锌、硫酸锌、乙酸锌中至少的一种,但不限于前述材料;硫源具体可以是硫脲、硫代丙酮中至少的一种,但不限于前述材料;水溶性有机配体为巯基乙酸、巯基乙胺、巯基丙酸、半胱氨酸、谷胱甘肽中至少的一种,但不限于前述材料,优选地,水溶性有机配体选用巯基乙酸、巯基乙胺、巯基丙酸等巯基类化合物。其中,巯基类化合物能够实现量子点由有机相转变为水相,非但不会造成量子点尺寸的增加,还能增强量子点的生物相容性和水溶性。步骤S02:在惰性氛围中,将硒源和硼氢化物溶解在水中,得到Se前躯体溶液。在本专利技术实施例中,为了防止氧气或其他气体的存在使硒源和硼氢化物在水中的溶解搅拌过程发生氧化等其它反应,将溶解和搅拌过程在惰性氛围中进行。惰性氛围包括但不限于氩气环境。其中,溶解和搅拌过程具体可以在三颈烧瓶中进行。在本专利技术实施例中,硒源、硼氢化物以及水的含量对后续量子点不同结构的形成的影响比较大,优选地,硒源、硼氢化物以及水的摩尔比为(0-1):(2-3):(5-50)。其中,水具体可以是纯水,即去离子水;硒源具体可以是硒粉;硼氢化物具体可以是硼氢化钠或者硼氢化钾至少的一种。在本专利技术实施例中,步骤S02与步骤S01并不限定先后顺序,可以通过步骤S01制备出Cd/Zn/S前躯体溶液,在通过步骤S02制备出Se前躯体溶液;也可以先通过步骤S02制备出Se前躯体溶液,再通过步骤S01制备出Cd/Zn/S前躯体溶液;或者两个步骤同时在不同的容器中进行制备。步骤S03:将Se前躯体溶液注入到Cd/Zn/S前躯体溶液中,并加入碱性溶液调节溶液的PH值至8-10,得到Cd/Zn/S/Se前躯体溶液。其中,Se前躯体溶液与Cd/Zn/S前躯体溶液混合后,溶液中的Cd与Se的摩尔比为1:(0-20)。在本专利技术实施例中,将Se前躯体溶液注入到Cd/Zn/S前躯体溶液中,搅拌均匀,并加入碱性溶液,将溶液的PH值调节至8-10,以此获得均匀的Cd/Zn/S/Se前躯体溶液。其中,碱性溶液用于调节溶液PH值,营造出适于溶液中离子与基团结合的碱性环境,以使溶液中的Cd、Zn、S以及Se之间有效结合并均匀分散在溶液中,优选地,通过碱性溶液将溶液的PH值调节至8-10。碱性溶液可以但不限于NaOH溶液或者KOH溶液。步骤S04:将Cd/Zn/S/Se前躯体溶液进行水热合成处理,得到Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点溶液。在本专利技术实施例中,将Cd/Zn/S/Se前躯体溶液进行水热合成处理,该过程不需要先后进行成核、长壳两次水热反应,而是通过一步水热合成Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点。具体地,水热合成处理工艺条件为:先将C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:在惰性氛围中,将镉源、锌源、硫源以及水溶性有机配体溶解在水中,得到Cd/Zn/S前躯体溶液;在惰性氛围中,将硒源和硼氢化物溶解在水中,得到Se前躯体溶液;将所述Se前躯体溶液注入到所述Cd/Zn/S前躯体溶液中,并调节溶液的PH值至8‑10,得到Cd/Zn/S/Se前躯体溶液;将所述Cd/Zn/S/Se前躯体溶液进行水热合成处理,得到Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点溶液;将所述Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点溶液进行离心分离,洗涤,干燥,得到Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点。

【技术特征摘要】
1.一种Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:在惰性氛围中,将镉源、锌源、硫源以及水溶性有机配体溶解在水中,得到Cd/Zn/S前躯体溶液;在惰性氛围中,将硒源和硼氢化物溶解在水中,得到Se前躯体溶液;将所述Se前躯体溶液注入到所述Cd/Zn/S前躯体溶液中,并调节溶液的PH值至8-10,得到Cd/Zn/S/Se前躯体溶液;将所述Cd/Zn/S/Se前躯体溶液进行水热合成处理,得到Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点溶液;将所述Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点溶液进行离心分离,洗涤,干燥,得到Cd/Zn/S/Se核壳结构量子点。2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述Cd/Zn/S前躯体溶液中的所述镉源、所述锌源、所述硫源、所述有机配体以及所述水的摩尔比为1:(5-30):(0-20):(1-5):(200-600),所述搅拌的搅拌速率为800rpm-1200rpm。3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述镉源为氯化镉、溴化镉、碘化镉、硝酸镉、硫酸镉中至少的一种。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员:丘洁龙
申请(专利权)人:TCL集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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