一种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰宽核壳量子点的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰宽核壳量子点的方法，包括步骤：1）制备Se-TOP储备液；Zn储备液；S储备液；2）CdO、硬脂酸反应制备硬脂酸镉，冷却，加入十八胺、十八烯，升温，注入Se-TOP储备液，生长，萃取纯化，最终溶于正己烷中；3）取CdSe量子点核的正己烷储备液，加入十八胺、十八烯，除掉正己烷、水、氧；加入三正辛基膦，加热，再滴入Zn储备液，充分作用，原位生长形成缓冲层，再降温，滴入S储备液，加热充分作用，原位生长第一层ZnS壳层；萃取纯化数次，最终溶于正己烷中，得到CdSe/ZnS核壳量子点的正己烷溶液。本发明专利技术制备的厚壳层CdSe/ZnS核壳量子点，具有高的量子产率、窄的半峰宽，且所得量子点发射波长精确可调。

【技术实现步骤摘要】
-种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰宽 核壳量子点的方法
本专利技术涉及一种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰宽核壳量子 点的方法。
技术介绍
半导体量子点由于其尺寸相关的光学特性以及优异的化学稳定性而被广泛应用。 但是单独的量子点核，稳定性较差且有一定的生物毒性，限制了其进一步应用。在量子点核 表面包裹厚的壳层可以有效的防止重金属离子的泄露，同时提高量子点的稳定性。但是随 着量子点壳层的形成，其量子产率（QY)、半峰宽（FWHM)远不理想。 连续离子层吸附反应（SILAR)方法是应用最广的制备核壳量子点的方法，可以有 效的控制所得核壳量子点的形貌和尺寸分布。但是它无法防止壳层生长过程中由于晶格错 位引起的脱位及缺陷，最终导致随着壳层增大，量子产率急剧降低；同时其半峰宽也无法得 到有效的控制。一般的核壳量子点的量子产率（QY)只有10% -40%;即使量子产率（QY)可 达50-80%，随着壳层厚度的增加（超过1. 5层），其量子产率也急剧降低。即使所得CdSe 量子点核的半峰宽（FWHM)可以达到23nm，商用的核壳量子点的半峰宽（FWHM) -般都超过 35nm〇 尽管核壳量子点被广泛的应用于LED、激光、荧光生物探针等，但是制备高量子产 率（QY)、窄半峰宽（FWHM)的核壳量子点具有仍具有很大的挑战。厚的壳层对于半导体量子 点的稳定性很重要，特别是生物和LEDs方面的应用。但是随着壳层的增大，核壳量子点的 量子产率（QY)急剧降低，同时发射峰半峰宽（FWHM)大大增大，严重制约了核壳量子点的应 用，特别是荧光共振能量转移（FRET)和QD-LEDs背光显示。 目前为止，已有部分工作制备高量子产率（QY)的厚壳层核壳量子点，如三星尖 端技术研究所Eunjoo Jang等人在Angewandte Chemie杂志上报道了绿色发光的CdSe// ZnS/CdSZnS合金核壳量子，量子产率100 %，且与硅树脂复合后仍可保留71 %的初始发 光强度；浙江大学彭笑刚教授研究小组在JACS杂志上报道了通过外延生长1-6层CdS的 CdSe/CdS核壳量子点，其最高量子产率超过90 %。但是其所得的最佳核壳量子点的半峰宽 (FWHM)达35nm，同时其发射波长很难精确调节，存在较大的波动范围（±10nm)。而最终用 于QD-LEDs，特别是对于高质量的LEDs如：QD-LEDs背光显示，高饱和度、窄发射峰、发射波 长可调及高重现性是必须的。因此，制备高量子产率、窄半峰宽、发射波长精确可调的核壳 量子点，仍有很大的挑战。 现有的核壳量子点制备方法仍然存在许多不足，如随着壳层的增大（超过1. 5层） 量子产率（QY)急剧降低、发射峰半峰宽（FWHM)很大35nm)、无法精确控制及重现所得 核壳量子点发射峰的波长，这些缺点的存在很大程度上限制了核壳量子点的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰 宽核壳量子点的方法。 本专利技术所采取的技术方案是： -种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰宽核壳量子点的方法，包 括以下步骤： 1)核壳量子点母体溶液的制备：将Se粉溶解于三正辛基膦中，制备l-2mol/ L的Se-TOP储备液；将ZnO、油酸、十八烯三者置于保护气氛下，285-295 °C反应，制备 0.05-0. 2m〇l/L的Zn储备液；将S粉、十八烯置于保护气氛下，125-135 °C下反应制备 0? 05-0. 2mol/L 的 S 储备液； 2)CdSe核的制备：215-225°C下，将CdO、硬脂酸于保护气氛下进行充分的反应， 制备硬脂酸镉，冷却至室温，加入十八胺、十八烯，保护气氛下升温至265-275°C，在此温度 下注入Se-TOP储备液，于245-255°C下生长足够时间，再利用正己烷/甲醇体系萃取纯化 数次，萃取纯化后的CdSe量子点核，最终溶于正己烷中，得到CdSe量子点核的正己烷储备 液； 3)CdSe/ZnS核壳量子点的制备：取CdSe量子点核的正己烷储备液，向其中加入 十八胺、十八烯，真空除掉正己烷、水、氧； 保护气氛下，于135-145°c下加入活化剂三正辛基膦，将该混合体系加热至 195-205°C下进行充分活化，再滴入Zn储备液，充分作用，原位生长形成缓冲层，再降温至 175-185°C，滴入S储备液，加热至215-225°C下充分作用，原位生长第一层ZnS壳层；再利 用正己烷/甲醇体系萃取纯化数次，萃取纯化后的CdSe/ZnS量子点，再溶于正己烷中，得到 CdSe/ZnS核壳量子点的正己烷溶液。 一种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰宽核壳量子点的方法，包 括以下步骤： 1)核壳量子点母体溶液的制备：将Se粉溶解于三正辛基膦中，制备l-2mol/ L的Se-TOP储备液；将ZnO、油酸、十八烯三者置于保护气氛下，285-295 °C反应，制备 0.05-0. 2m〇l/L的Zn储备液；将S粉、十八烯置于保护气氛下，125-135 °C下反应制备 0? 05-0. 2mol/L 的 S 储备液； 2)CdSe核的制备：215_225°C下，将CdO、硬脂酸于保护气氛下进行充分的反应， 制备硬脂酸镉，冷却至室温，加入十八胺、十八烯，保护气氛下升温至265-275°C，在此温度 下注入Se-TOP储备液，于245-255°C下生长足够时间，再利用正己烷/甲醇体系萃取纯化 数次，萃取纯化后的CdSe量子点核，最终溶于正己烷中，得到CdSe量子点核的正己烷储备 液； 3)CdSe/ZnS核壳量子点的制备：取CdSe量子点核的正己烷储备液，向其中加入 十八胺、十八烯，真空除掉正己烷、水、氧； 保护气氛下，于135-145°c下加入活化剂三正辛基膦，将该混合体系加热至 195-205°C下进行充分活化，再滴入Zn储备液，充分作用，原位生长形成缓冲层，再降温至 175-185°C，滴入S储备液，加热至215-225°C下充分作用，原位生长第一层ZnS壳层； 4)而后降温到135-145°C，滴入三正辛基膦，升温至175-185°C，分别滴入Zn储备 液、S储备液，升温至215-225°C下充分作用以生长壳层，循环此步骤1-8次，分别得到具有 2-9层壳层的核壳量子点；再利用正己烷/甲醇体系萃取纯化数次，萃取纯化后的CdSe/ZnS 量子点，再溶于正己烷中，得到CdSe/ZnS核壳量子点的正己烷溶液。 步骤2)中，CdO、硬脂酸、十八胺、十八烯、Se-TOP的用量比为：0. 2mmol :0. 8mmol: 6mmol :4-10ml :2ml ;步骤3)中，CdSe量子点核、正己烷、十八胺、十八烯、三正辛基膦、Zn储 备液、S 储备液的用量比为 7. 7X10-5mmol:l. 2ml:0. 8-1. 6g:4-8ml:0. 3-0. 6ml:0. 35ml:0. 35ml ； 或者，步骤2)中，CdO、硬脂酸、十八胺、十八烯、Se-TOP的用量比为：0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰宽核壳量子点的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）核壳量子点母体溶液的制备：将Se粉溶解于三正辛基膦中，制备1‑2mol/L的Se‑TOP储备液；将ZnO、油酸、十八烯三者置于保护气氛下，285‑295℃反应，制备0.05‑0.2mol/L的Zn储备液；将S粉、十八烯置于保护气氛下，125‑135℃下反应制备0.05‑0.2mol/L的S储备液；2）CdSe核的制备：215‑225℃下，将CdO、硬脂酸于保护气氛下进行充分的反应，制备硬脂酸镉，冷却至室温，加入十八胺、十八烯，保护气氛下升温至265‑275℃，在此温度下注入Se‑TOP储备液，于245‑255℃下生长足够时间，再利用正己烷/甲醇体系萃取纯化数次，萃取纯化后的CdSe量子点核，最终溶于正己烷中，得到CdSe量子点核的正己烷储备液；3）CdSe/ZnS核壳量子点的制备：取CdSe量子点核的正己烷储备液，向其中加入十八胺、十八烯，真空除掉正己烷、水、氧；保护气氛下，于135‑145℃下加入活化剂三正辛基膦，将该混合体系加热至195‑205℃下进行充分活化，再滴入Zn储备液，充分作用，原位生长形成缓冲层，再降温至175‑185℃，滴入S储备液，加热至215‑225℃下充分作用，原位生长第一层ZnS壳层；再利用正己烷/甲醇体系萃取纯化数次，萃取纯化后的CdSe/ZnS量子点，再溶于正己烷中，得到CdSe/ZnS核壳量子点的正己烷溶液。...

【技术特征摘要】
1. 一种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰宽核壳量子点的方法，其特 征在于：包括以下步骤： 1) 核壳量子点母体溶液的制备：将Se粉溶解于三正辛基膦中，制备l-2mol/ L的Se-TOP储备液；将ZnO、油酸、十八烯三者置于保护气氛下，285-295 °C反应，制备 0.05-0. 2m〇l/L的Zn储备液；将S粉、十八烯置于保护气氛下，125-135 °C下反应制备 0? 05-0. 2mol/L 的 S 储备液； 2. CdSe核的制备：215-225°C下，将CdO、硬脂酸于保护气氛下进行充分的反应，制备硬 脂酸镉，冷却至室温，加入十八胺、十八烯，保护气氛下升温至265-275°C，在此温度下注入 Se-TOP储备液，于245-255°C下生长足够时间，再利用正己烷/甲醇体系萃取纯化数次，萃 取纯化后的CdSe量子点核，最终溶于正己烷中，得到CdSe量子点核的正己烷储备液； 3. CdSe/ZnS核壳量子点的制备：取CdSe量子点核的正己烷储备液，向其中加入十八 胺、十八烯，真空除掉正己烷、水、氧； 保护气氛下，于135-145°C下加入活化剂三正辛基膦，将该混合体系加热至195-205°C 下进行充分活化，再滴入Zn储备液，充分作用，原位生长形成缓冲层，再降温至175-185°C， 滴入S储备液，加热至215-225°C下充分作用，原位生长第一层ZnS壳层；再利用正己烷/甲 醇体系萃取纯化数次，萃取纯化后的CdSe/ZnS量子点，再溶于正己烷中，得到CdSe/ZnS核 壳量子点的正己烷溶液。2. 根据权利要求1所述的一种利用TOP辅助的SILAR技术制备高量子产率、窄半峰宽 核壳量子点的方法，其特征在于：包括以下步骤： 1) 核壳量子点母体溶液的制备：将Se粉溶解于三正辛基膦中，制备l-2mol/ L的Se-TOP储备液；将ZnO、油酸、十八烯三者置于保护气氛下，285-295 °C反应，制备 0? 05-0. 2mol/L的Zn储备液；将S粉溶解于十八烯中，125-135°C下反应制备0? 05-0. 2mol/ L的S储备液； 2. CdSe核的制备：215-225°C下，将CdO、硬脂酸于保护气氛下进行充分的反应，制备硬 脂酸镉，冷却至室温，加入十八胺、十八烯，保护气氛下升温至265-275°C，在此温度下注入 Se-TOP储备液，于245-255°C下生长足够时间，再利用正己烷/甲醇体系萃取纯化数次，萃 取纯化后的CdSe量子点核，最终溶于正己烷中，得到CdSe量子点核的正己烷储备液； 3. CdSe/ZnS核壳量子点的制备：取CdSe量子点核的正己烷储备液，向其中加入十八 胺、十八烯，真空除掉正己烷、水、氧； 保护气氛下，于135-145°C下加入活化剂三正辛基膦，将该混合体系加热至195-205°C 下进行充分活化，再滴入Zn储备液，充分作用，原位生长形成缓冲层，再降温至175-185°C， 滴入S储备液，加热至215-225°C下充分作用，原位生长第一层ZnS壳层； 4) 而后降温到135-145°C，滴入三正辛基膦，升温至175-185°...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝俊杰，王恺，孙小卫，陈威，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44