一种近中远红外合金量子点及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种近中远红外合金量子点及其制备方法。本发明专利技术提供的近中远红外合金量子点的制备方法，包括：首先将第一阳离子、第二阳离子、脂肪酸类配体、胺类配体、磷酸类配体和非配位溶剂混合，加热得到阳离子前躯体；第一阳离子源包括铅源；第二阳离子包括锌离子或镉离子。再向所得到的阳离子前驱体中注入核层阴离子，进行成核反应得到量子点前驱体；再加入壳层阴离子，进行成壳反应得到近中远红外合金量子点；核层阴离子和壳层阴离子独立地选自为硒、硫或碲。本发明专利技术采用高温一锅有机溶剂热注入法制备核壳结构合金红外量子点，制备得到的核壳结构量子点发射波长可调，颗粒单分散性好并且产率高。

A kind of near and far infrared alloy quantum dots and their preparation methods

The present invention provides a near - medium - far infrared alloy quantum dot and a preparation method. Including the preparation of near infrared method, quantum dot alloy provided by the invention: first the first second cations, cation, fatty acid, phosphoric acid, amine ligand ligand ligand and non ligand solvent mixture, heating cationic precursor; first cation source including lead source; second cations including zinc or cadmium ions. To get the body of cationic precursor into the nuclear layer of anion, nucleation reaction of QDs precursor; adding shell anion into shell reaction of quantum dot near infrared alloy; nuclear layer and shell anion anion independently selected from the group consisting of selenium, sulfur or tellurium. The core shell structured alloy infrared quantum dots are prepared by high temperature one pot organic solvent thermal injection method. The core shell structured quantum dots are adjustable, the emission wavelength is adjustable, the particles are monodisperse and the yield is high.

【技术实现步骤摘要】
一种近中远红外合金量子点及其制备方法
本专利技术涉及纳米功能材料
，特别涉及一种近中远红外合金量子点及其制备方法。
技术介绍
随着人类科学文明的迅速发展和进步，各种红外应用器件诸如探测器，太阳能电池，生物标记成像等对人类的生活产生潜移默化的影响。红外量子点，近些年来广泛用于探测器，太阳能电池和生物标记领域。但是由于材料种类，结构和合成的方法限制，导致合成的红外量子点存在着荧光可调性差或者荧光效率低的问题，一直无法高效的应用于探测器，太阳能电池点和生物成像等。梯度合金量子点XPbY@XY(Y＝S,Se或Te,X＝Zn,Cd)由于量子点核XPbY(Y＝S,Se或Te,X＝Zn,Cd)的能带调节作用使得量子点的荧光达到近红外，中红外甚至远红外发射波段，能够广泛的应用于各种的红外器件应用。目前梯度合金量子点的制备方法主要有：胶体化学法，即在有机溶剂中以金属有机物为前驱体，350℃下回流反应制备；水热法，是指在特制的密闭反应器中，通过将水加热到超临界温度或接近超临界温度而制成合金量子点的方法；微孔介质法是指将合成量子点的离子引入到介孔材料的孔道内制备合金量子点；反相微乳液自组装模板法，即通过气液相反应制备具有良好结晶性能的量子点。但上述合成方法存在着量子点分散性差且产率低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种近中远红外合金量子点及其制备方法。本专利技术提供的制备方法操作简单，制备得到的量子点分散性良好并且量子点产率高。本专利技术提供了一种近中远红外合金量子点的制备方法，包括以下步骤：(1)将第一阳离子源、第二阳离子源、脂肪酸类配体、胺类配体、磷酸类配体和非配位溶剂混合，加热得到阳离子前躯体；所述第一阳离子包括铅源；所述第二阳离子源包括锌源或镉源；(2)向所述步骤(1)得到的阳离子前驱体中注入核层阴离子源，进行成核反应，得到量子点前驱体；(3)向所述步骤(2)得到的量子点前驱体中加入壳层阴离子源，进行成壳反应，得到具有核壳结构的近中远红外合金量子点；所述核层阴离子源和壳层阴离子源独立地选择硒、硫或碲。优选的，所述步骤(1)中第一阳离子源和第二阳离子源的摩尔比为(0.0001～1)：(1～100000)。优选的，所述步骤(1)中加热的温度为100℃；所述加热的时间为40min。优选的，所述步骤(2)中核层阴离子和所述步骤(3)中壳层阴离子的总物质的量为所述步骤(2)向核层阴离子源注入的阳离子前躯体的物质的量的1.5～100000倍。优选的，所述步骤(2)中成核反应的温度为300℃，所述成核反应的时间为10min。优选的，所述步骤(2)中核层阴离子源以核层阴离子源溶液的形式注入；所述核层阴离子源溶液的溶剂为正三丁基膦和/或三正辛基膦。优选的，所述步骤(3)中成壳反应的温度为310℃，所述成壳反应的时间为60min。优选的，所述步骤(3)中壳层阴离子源以壳层阴离子源溶液的形式加入；所述壳层阴离子源溶液的溶剂为正三丁基膦和/或三正辛基膦。优选的，所述步骤(3)成壳反应后还包括：对得到的成壳反应产物依次进行冷却、萃取、离心和干燥，得到近中远红外合金量子点。本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法制备的近中远红外合金量子点，具有核壳结构，包括化学组成为XPbY1的核体和化学组成为XY2的壳层；所述X为Zn或Cd；所述Y1和Y2独立地选自S、Se或Te。本专利技术提供的近中远红外合金量子点的制备方法，包括以下步骤：首先将第一阳离子源、第二阳离子源、脂肪酸类配体、胺类配体、磷酸类配体和非配位溶剂混合，加热得到阳离子前躯体；其中第一阳离子源包括铅源；第二阳离子源包括锌源或镉源。再向所得到的阳离子前驱体中注入核层阴离子，进行成核反应得到量子点前驱体；后再加入壳层阴离子源，进行成壳反应得到近中远红外合金量子点；其中，核层阴离子源和壳层阴离子源独立地选自为硒、硫或碲。本专利技术采用高温一锅有机溶剂热注入法制备核壳结构合金红外量子点，成本廉价、操作简单方便并且制备周期短、重现性高；制备得到的核壳结构量子点发射波长可调，颗粒单分散性好并且产率高。具体实施方式本专利技术提供了一种近中远红外合金量子点的制备方法，包括以下步骤：(1)将第一阳离子源、第二阳离子源、脂肪酸类配体、胺类配体、磷酸类配体和非配位溶剂混合，加热得到阳离子前躯体；所述第一阳离子源包括铅源；所述第二阳离子源包括锌源或镉源；(2)向所述步骤(1)得到的阳离子前驱体中注入核层阴离子源，进行成核反应得到量子点前驱体；(3)向所述步骤(2)得到的量子点前驱体中加入壳层阴离子源，进行成壳反应，得到具有核壳结构的近中远红外合金量子点；所述核层阴离子源和壳层阴离子源独立地选择为硒、硫或碲。本专利技术将第一阳离子源、第二阳离子源、脂肪酸类配体、胺类配体、磷酸类配体和非配位溶剂混合，加热得到阳离子前躯体。在本专利技术中，所述加热的温度优选为100℃，所述加热的时间优选为40min。在本专利技术中，所述加热优选在真空条件下进行。本专利技术对所述加热的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的加热方式即可。在本专利技术中，所述第一阳离子源包括铅源；所述铅源优选包括醋酸铅、氧化铅、氯化铅、十二酸铅、十四酸铅、十六酸铅、硬脂酸铅和油酸铅中的一种或多种。本专利技术对所述铅源的具体来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。在本专利技术中，所述第二阳离子源包括锌源或镉源；所述锌源优选包括醋酸锌、氧化锌、氯化锌、十二酸锌、十四酸锌、十六酸锌、硬脂酸锌和油酸锌中的一种或多种；所述镉源优选包括醋酸镉、氧化镉、氯化镉、十二酸镉、十四酸镉、十六酸镉、硬脂酸镉和油酸镉中的一种或多种。本专利技术对所述锌源和镉源的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的锌源和镉源的市售商品即可。在本专利技术中，所述第一阳离子源和第二阳离子源的摩尔比优选为(0.0001～1)：(1～100000)。在本专利技术中，所述脂肪酸类配体优选包括十二酸、十四酸、十六酸、硬脂酸和油酸中的一种或多种；所述胺类配体优选包括十二胺、十四胺、十六胺、十八胺和油胺中的一种或多种；所述磷酸类配体优选包括三正辛基氧化膦和/或三丁基膦。本专利技术对所述脂肪酸类配体、胺类配体和磷酸类配体的具体来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。在本专利技术中，所述非配位溶剂优选包括1-十八烯(ODE)或三辛胺。本专利技术对所述1-十八烯的具体来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。得到阳离子前躯体后，本专利技术向所述得到的阳离子前驱体中注入核层阴离子源，进行成核反应得到量子点前驱体。在本专利技术中，所述核层阴离子源为硒、硫或碲；本专利技术对所述硒、硫和碲的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可。在本专利技术中，所述核层阴离子源优选以核层阴离子源溶液的形式注入；所述核层阴离子源溶液的溶剂优选为正三丁基膦和/或三正辛基膦。本专利技术对所述正三丁基膦和三正辛基膦的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。本专利技术向所述阳离子前躯体中注入核层阴离子源时，所述阳离子前躯体的温度优选为300℃。在本专利技术中，所述核层阴离子源的注入速率优选为快速。在本专利技术中，所述核层阴离子源的注入优选在保护气氛下进行，所述保护气氛优选为氩气。本专利技术向所述阳离子前驱体中注入核层阴离子源，进行成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近中远红外合金量子点的制备方法，包括以下步骤：(1)将第一阳离子源、第二阳离子源、脂肪酸类配体、胺类配体、磷酸类配体和非配位溶剂混合，加热得到阳离子前躯体；所述第一阳离子源包括铅源；所述第二阳离子源包括锌源或镉源；(2)向所述步骤(1)得到的阳离子前驱体中注入核层阴离子源，进行成核反应，得到量子点前驱体；(3)向所述步骤(2)得到的量子点前驱体中加入壳层阴离子源，进行成壳反应，得到具有核壳结构的近中远红外合金量子点；所述核层阴离子源和壳层阴离子源独立地选择硒、硫或碲。

【技术特征摘要】
1.一种近中远红外合金量子点的制备方法，包括以下步骤：(1)将第一阳离子源、第二阳离子源、脂肪酸类配体、胺类配体、磷酸类配体和非配位溶剂混合，加热得到阳离子前躯体；所述第一阳离子源包括铅源；所述第二阳离子源包括锌源或镉源；(2)向所述步骤(1)得到的阳离子前驱体中注入核层阴离子源，进行成核反应，得到量子点前驱体；(3)向所述步骤(2)得到的量子点前驱体中加入壳层阴离子源，进行成壳反应，得到具有核壳结构的近中远红外合金量子点；所述核层阴离子源和壳层阴离子源独立地选择硒、硫或碲。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一阳离子源和第二阳离子源的摩尔比为(0.0001～1)：(1～100000)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中加热的温度为100℃；所述加热的时间为40min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中核层阴离子和所述步骤(3)中壳层阴离子的总物质的量为所述步骤(2)向核层阴离子注入的阳离子前躯体的物质的量的1.5～10000...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海洋，魏巨富，
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