一种镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法技术

本发明专利技术属于一种镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法，首先用制备的双亲树脂对油溶性镉化合物量子点进行包覆相转移处理，获得水溶性量子点；然后再用硅酸四乙酯和硅烷偶联剂对水溶性量子点进一步包覆处理，获取SiO2包覆的镉化合物量子点，将其与树脂溶液混合制备荧光薄膜。本发明专利技术制得的镉化合物量子点荧光薄膜不但保存了油溶性量子点的高荧光量子产率的优势，同时也明显提高了量子点的稳定性和在树脂中的分散性。得到的荧光薄膜透光率高，该性质不仅可以应用在背光显示技术中，在照明领域也可以广泛应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体量子点
，具体涉及一种镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法。
技术介绍
近些年来，随着纳米科技的快速发展，半导体量子点特别是Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点因其具有合成较易做到尺寸单分散、色纯度好、荧光效率高、荧光峰位在整个可见光范围内连续可调等优点，被越来越多的科研工作者运用到显示领域和照明领域中代替传统的稀土荧光粉。虽然量子点能克服稀土荧光粉色纯度低，荧光峰位调节范围窄，稀土金属价格高昂等缺点，但是由于半导体量子点在实际应用中也因一些缺点使其应用受到掣肘。首先一般用有机液相方法合成的量子点的荧光效率高，在非极性溶剂中较易分散，但是因其疏水配体的存在和树脂的相容性较差，易造成团聚降低效率和透明性；水相法合成的量子点虽然和树脂的相容性好一些但是其荧光量子产率般比有机液相法合成的量子点有较大的差距。另外，半导体量子点特别是Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点因为含有硫和硒元素使其抗光氧化和热稳定性变差，核壳结构的Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点虽然其稳定性有了明显的提高但是仍然无法满足实际应用的要求。在保存油溶性量子点的高荧光量子产率同时提高其稳定性和与树脂的相容性是目前量子点取代稀土荧光粉急需克服的两个问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稳定性好、与树脂的相容性好的镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是，一种镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法，包括以下步骤：①双亲树脂溶液的制备：将醇醚类溶剂加热至90-120℃，然后滴加亲水性单体、疏水性单体、过氧化苯甲酰和甲苯的混合溶液，2~6h滴加完毕后90-120℃下继续反应1~4h，得到双亲树脂溶液；②油溶性镉化合物量子点非极性溶液的制备：将油溶性镉化合物量子点溶于非极性有机溶剂中配制成油溶性镉化合物量子点非极性溶液；③量子点水溶液的制备：将油溶性镉化合物量子点非极性溶液、双亲树脂溶液和无水乙醇按体积比1:0.025~0.125:0.125~0.375混合搅拌5~10分钟，加入浓氨水，离心除去上清液后得到沉淀；将得到的沉淀用去离子水分散后再次离心除去上清液，如此分散－离心1~3次，得到双亲树脂包覆量子点，最后用去离子水超声分散得量子点水溶液；④二氧化硅包覆量子点的制备：将量子点水溶液、无水乙醇和浓氨水按体积比1~4:16:0.2~0.6混合搅拌10~30分钟，然后加入硅酸四乙酯搅拌1~4小时，加入硅烷偶联剂搅拌1~4小时后离心除去上清液，再用无水乙醇超声分散、离心得到二氧化硅包覆量子点；⑤量子点荧光薄膜的制备：将高分子树脂和固化剂溶解在甲苯和/或乙醇中得到高分子树脂溶液，将二氧化硅包覆量子点分散在甲苯和/或异丙醇中得到二氧化硅包覆量子点溶液，将高分子树脂溶液和二氧化硅包覆量子点溶液按体积比1:0.3~3混合，通过喷涂、旋涂、浸涂、流延或浇铸方法进行制膜，即得量子点荧光薄膜。优选的，所述步骤②中的油溶性量子点非极性溶液在585nm处吸光度为0.01~0.3；所述步骤③中的量子点水溶液在585nm处的吸光度为0.01-0.3；所述步骤⑤中的二氧化硅包覆量子点溶液在585nm处吸光度为0.01~1.0。优选的，所述步骤①中亲水性单体、疏水性单体和过氧化苯甲酰的摩尔比为1~10:1:0.1~0.001，亲水性单体、甲苯、醇醚的质量比为1:0.3~3:10~15；所述亲水性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐或亚甲基丁二酸酐；所述疏水性单体为甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸异辛酯或甲基丙烯酸异辛酯；所述的醇醚为丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚或丙二醇丁醚。优选的，所述步骤②中的油溶性镉化合物量子点为CdSe/CdS/ZnS核壳结构量子点，CdSe/CdS/ZnS核壳结构量子点可以采用现有技术制备，如《Efficientand Bright Colloidal Quantum Dot Light-Emitting Diodes via Controlling theShell Thickness of Quantum Dots》（ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 12011−12016）或“一种酸辅助制备CdSe/CdS/ZnS 核壳结构量子点的合成方法”（201410802590.X）中公开的方法制备。优选的，所述步骤④中所用的硅烷偶联剂与硅酸四乙酯的体积比为1:10~20；所述硅烷偶联剂为具有三个烷氧基和一个烷基基团结构的硅烷偶联剂，或者为具有一个烷氧基和三个烷基基团结构的硅烷偶联剂。优选的，所述步骤②中的非极性有机溶剂为甲苯或正己烷；步骤③加入的浓氨水与步骤②中非极性有机溶剂的体积比为1:4~12。优选的，所述步骤③中浓氨水的浓度为28wt%，所述步骤④中浓氨水的浓度为28wt%。优选的，所述步骤⑤中的高分子树脂为丙烯酸树脂、有机硅树脂 、醛酮树脂、聚氨酯、环氧树脂或聚乙烯醇缩丁醛中的任一种或几种。优选的，所述步骤⑤的高分子树脂溶液中各成分的的重量百分比如下：高分子树脂30~50%，固化剂3~15%，其余为甲苯和/或乙醇。优选的，所述的固化剂为有机胺及其衍生物，酸酐类、多异氰酸酯类及硅烷交联剂类中的一种。 本专利技术产生的有益效果是：首先用制备的双亲树脂对油溶性镉化合物量子点进行包覆相转移处理，获得水溶性量子点；然后再用硅酸四乙酯和硅烷偶联剂对水溶性量子点进一步包覆处理，获取SiO2包覆的镉化合物量子点，将其与树脂溶液混合制备荧光薄膜。本专利技术制得的镉化合物荧光薄膜不但保存了油溶性量子点的高荧光量子产率的优势，同时也明显提高了量子点的稳定性和在树脂中的分散性。得到的荧光薄膜透光率高，该性质不仅可以应用在背光显示技术中，在照明领域也可以广泛应用。附图说明 图1为实施例1－3中所用的油溶性镉化合物量子点（CdSe/CdS/ZnS核壳结构量子点）的透射电子显微镜图；图2为实施例1中制备的二氧化硅包覆量子点的透射电子显微镜图；图3为实施例1制备的油溶性镉化合物量子点、双亲树脂包覆量子点和二氧化硅包覆量子点的荧光对比图；图4为实施例1制备的量子点荧光薄膜的透射电子显微镜图；图5为实施例1－3制备的量子点荧光薄膜的在365 nm激发光源下的荧光对比图；图6为实施例1－3制备的量子点荧光薄膜的透射光谱图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于此。实施例1 一种镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法，包括以下步骤：①双亲树脂溶液的制备：将醇醚类溶剂（丙二醇甲醚）加热至100℃，然后滴加亲水性单体（甲基丙烯酸）、疏水性单体（甲基丙烯酸月桂酯）、过氧化苯甲酰和甲苯的混合溶液，3小时滴加完毕后100℃下继续反应2h，得到双亲树脂溶液（缩写为APLMA）；②油溶性镉化合物量子点非极性溶液的制备：将油溶性镉化合物量子点溶于甲苯中配制成油溶性镉化合物量子点非极性溶液；③量子点水溶液的制备：将油溶性镉化合物量子点非极性溶液、双亲树脂溶液和无水乙醇按体积比1:0.05:0.25混合搅拌10分钟，加入28wt%浓氨水（浓氨水的加入量与步骤②中甲苯的体积比为1:4），用8000r/m转速（飞鸽TGL-16C 台式离心机）离心10分钟后去掉上清液，得到絮状沉淀；用去离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①双亲树脂溶液的制备：将醇醚加热至90‑120℃，然后滴加亲水性单体、疏水性单体、过氧化苯甲酰和甲苯的混合溶液，2~6h滴加完毕后90‑120℃下继续反应1~4h，得到双亲树脂溶液；②油溶性镉化合物量子点非极性溶液的制备：将油溶性镉化合物量子点溶于非极性有机溶剂中配制成油溶性镉化合物量子点非极性溶液；③量子点水溶液的制备：将油溶性镉化合物量子点非极性溶液、双亲树脂溶液和无水乙醇按体积比1:0.025~0.125:0.125~0.375混合搅拌5~10分钟，加入浓氨水，离心除去上清液后得到沉淀；将得到的沉淀用去离子水分散后再次离心除去上清液，如此分散－离心1~3次，得到双亲树脂包覆量子点，最后用去离子水超声分散得量子点水溶液；④二氧化硅包覆量子点的制备：将量子点水溶液、无水乙醇和浓氨水按体积比1~4:16:0.2~0.6混合搅拌10~30分钟，然后加入硅酸四乙酯搅拌1~4小时，再加入硅烷偶联剂搅拌1~4小时后离心除去上清液，再用无水乙醇超声分散、离心得到二氧化硅包覆量子点；⑤量子点荧光薄膜的制备：将高分子树脂和固化剂溶解在甲苯和/或乙醇中得到高分子树脂溶液，将二氧化硅包覆量子点分散在甲苯和/或异丙醇中得到二氧化硅包覆量子点溶液，将高分子树脂溶液和二氧化硅包覆量子点溶液按体积比1:0.3~3混合，通过喷涂、旋涂、浸涂、流延或浇铸方法进行制膜，即得量子点荧光薄膜。...

【技术特征摘要】
1.一种镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①双亲树脂溶液的制备：将醇醚加热至90-120℃，然后滴加亲水性单体、疏水性单体、过氧化苯甲酰和甲苯的混合溶液，2~6h滴加完毕后90-120℃下继续反应1~4h，得到双亲树脂溶液；②油溶性镉化合物量子点非极性溶液的制备：将油溶性镉化合物量子点溶于非极性有机溶剂中配制成油溶性镉化合物量子点非极性溶液；③量子点水溶液的制备：将油溶性镉化合物量子点非极性溶液、双亲树脂溶液和无水乙醇按体积比1:0.025~0.125:0.125~0.375混合搅拌5~10分钟，加入浓氨水，离心除去上清液后得到沉淀；将得到的沉淀用去离子水分散后再次离心除去上清液，如此分散－离心1~3次，得到双亲树脂包覆量子点，最后用去离子水超声分散得量子点水溶液；④二氧化硅包覆量子点的制备：将量子点水溶液、无水乙醇和浓氨水按体积比1~4:16:0.2~0.6混合搅拌10~30分钟，然后加入硅酸四乙酯搅拌1~4小时，再加入硅烷偶联剂搅拌1~4小时后离心除去上清液，再用无水乙醇超声分散、离心得到二氧化硅包覆量子点；⑤量子点荧光薄膜的制备：将高分子树脂和固化剂溶解在甲苯和/或乙醇中得到高分子树脂溶液，将二氧化硅包覆量子点分散在甲苯和/或异丙醇中得到二氧化硅包覆量子点溶液，将高分子树脂溶液和二氧化硅包覆量子点溶液按体积比1:0.3~3混合，通过喷涂、旋涂、浸涂、流延或浇铸方法进行制膜，即得量子点荧光薄膜。2.如权利要求1所述镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤②中的油溶性镉化合物量子点非极性溶液在585nm处吸光度为0.01~0.3；所述步骤③中的量子点水溶液在585nm处的吸光度为0.01-0.3；所述步骤⑤中的二氧化硅包覆量子点溶液在585nm处吸光度为0.01~1.0。3.如权利要求1所述镉化合物量子点荧光薄膜的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜祖亮，李留帮，蒋晓红，李林松，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41