无机钙钛矿量子点间规聚苯乙烯复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无机钙钛矿量子点间规聚苯乙烯复合薄膜及其制备方法，所述复合薄膜为50‑200μm厚的间规聚苯乙烯塑料薄膜，其中嵌入有不带任何表面活性剂分子、尺寸为2‑3nm的CsPbBr3量子点。本发明专利技术采用防水且致密的规聚苯乙烯塑料作为CsPbBr3量子点的载体，CsBr和PbBr2为原料，N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂，利用塑料材料的晶化分相过程，量子点在聚合物内部自行析出，制得所述复合薄膜。本发明专利技术制备制得的复合薄膜保持了量子点的发光特性，而且具有高稳定性，浸到水中依然保持绿光发射性能，而且在潮湿空气中放置2个月，其发射光谱没有明显变化。

Inorganic perovskite quantum dot syndiotactic polystyrene composite film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
无机钙钛矿量子点间规聚苯乙烯复合薄膜及其制备方法
本专利技术属于光学薄膜制备领域,具体涉及一种无机钙钛矿量子点间规聚苯乙烯复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
卤化物钙钛矿量子点是近几年才发展起来的一种高性能发光材料。相比于传统的硒化镉量子点，卤化物钙钛矿量子点发射峰更窄、亮度更高，且不受国外专利壁垒的限制，因此在照明和显示领域中倍受国内工业界的关注。特别在显示领域中，发射绿光的钙钛矿量子点（包括CH3NH3PbBr3和CsPbBr3两种），由于其发射峰接近纯绿色（510nm波长），且单色性好，有利于实现高色彩还原度的真彩显示，因此深受业内人士的推崇。然而，目前该材料还不能直接应用，其原因是这种材料在湿度环境下不稳定。即便用常用的聚合物，如硅胶、亚克力胶进行封装，该材料还是呈现明显的发光衰减现象。依据前人的研究结论，要想使这种材料稳定需要：1、绝水绝氧的环境；2、最好将钙钛矿量子点表面配位的活性剂分子除去、改用分子量大且不含羟基或氧元素的非极性聚合物。然而在实际使用中，很难引入绝水绝氧的环境；而且量子点的生成又必须使用表面活性剂，否则只能形成大尺寸的晶体。因此，如何做出能够满足实际应用的钙钛矿量子点产品，一直是国内工业界困扰的问题。本专利技术提出一种在间规聚苯乙烯晶化过程中自行析出CsPbBr3量子点的方法，制备出了具有优良发光性能且高稳定性的CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯薄膜。由于间规聚苯乙烯塑料防水且致密，嵌入其中的CsPbBr3量子点被很好的保护，该材料相比单纯量子点材料具有明显改善的抗湿性和稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术不足，提供一种CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯复合薄膜及其制备方法。本专利技术采用防水且致密的规聚苯乙烯塑料作为CsPbBr3量子点的载体，保持了量子点的发光特性，而且具有高稳定性，浸到水中依然保持绿光发射性能，而且在潮湿空气中放置2个月，其发射光谱没有明显变化。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯复合薄膜，该复合薄膜为50-200μm厚的间规聚苯乙烯塑料薄膜中，嵌入不带任何表面活性剂分子、尺寸为2-3nm的CsPbBr3量子点。所述CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯复合薄膜的制备方法，在间规聚苯乙烯晶化过程中，通过分相效应使CsPbBr3量子点析出，具体包括以下步骤：（1）将间规聚苯乙烯粉、CsBr、PbBr2一起溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，其中溶剂和间规聚苯乙烯的质量比为10:1，而间规聚苯乙烯、CsBr和PbBr2的质量比为50:0.35:0.65；将溶质充分溶解以后的溶液涂到玻璃板上成膜；（2）将步骤（1）的薄膜在30℃、50KPa的环境下固化1小时，然后在90℃、常压环境下放置1小时，最后揭下形成CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯薄膜。本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术在聚合物晶化过程中将量子点分相析出，没有用到任何表面活性剂分子；（2）本专利技术所用的间规聚苯乙烯是一种防水且致密的聚合物，嵌入其中的量子点具有极高的稳定性；（3）本专利技术制得的复合薄膜即便浸到水中依然保持绿光发射性能，而且在潮湿空气中放置2个月，其发射光谱没有明显变化，发光性能优良而且具有高稳定性。附图说明图1、制备出的CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯薄膜在紫外光照下（a）以及无紫外光照（b）的照片；把薄膜部分浸入水中，在紫外光照下（c）以及无紫外光照（d）的照片；图2、CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯薄膜的制备流程图；图3、制备的CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯薄膜的发射光谱。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不仅仅限于这些实施例。实施例1CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯薄膜的具体制备过程将1g间规聚苯乙烯、0.007g的CsBr、0.013g的PbBr2一起放入10ml的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，在60℃下搅拌，直至溶质充分溶解；将该溶液滴到载玻片上，用刮刀刮涂成薄膜；在30℃温度和50KPa的低气压环境下放置1小时，将薄膜固化；将薄膜放在90℃的常压环境中1小时；最后将薄膜从载玻片上揭下来（流程如附图2所示）。薄膜在紫外光照下发射明亮的绿光，即便浸到水中依然保持绿光发射性能（如附图1所示）。光谱测试显示，发射峰位于520nm，半峰宽25nm（如附图3所示）。X射线衍射分析表明：薄膜中含尺寸为2-3纳米的CsPbBr3量子点。将薄膜浸入水中1小时，发光不衰减；将薄膜常温常压下湿度75%的环境中放置一星期，发光强度无明显衰减。对比例1对用亚克力胶封装的CsPbBr3量子点进行对比实验第一步：用已经有文献公开的，甲苯中制备CsPbBr3量子点的方法，制备出CsPbBr3量子点；第二步：将CsPbBr3量子点和亚克力胶在甲苯中混合，并用刮刀刮涂成薄膜，加热固化；将该薄膜浸入水中一个小时，薄膜发光性能消失。将该薄膜常温常压下湿度75%的环境中放置一星期，发光强度衰减88%。对比例2对用硅胶封装的CsPbBr3量子点进行对比实验第一步与对比例1相同；第二步：将CsPbBr3量子点和硅胶混合，并用刮刀刮涂成薄膜，加热固化；将该薄膜浸入水中一个小时，薄膜发光性能消失。将该薄膜常温常压下湿度75%的环境中放置一星期，发光强度衰减91%。对比例3对用环氧树脂封装的CsPbBr3量子点进行对比实验第一步与对比例1相同；第二步：将CsPbBr3量子点和环氧树脂混合，并用刮刀刮涂成薄膜，加热固化；将该薄膜浸入水中一个小时，薄膜发光性能消失。将该薄膜常温常压下湿度75%的环境中放置一星期，发光强度衰减62%。对比例4改用普通聚苯乙烯将1g间普通聚苯乙烯（无规聚苯乙烯）、0.007g的CsBr、0.013g的PbBr2一起放入10ml的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，在60℃下搅拌，直至溶质充分溶解；将该溶液滴到载玻片上，用刮刀刮涂成薄膜；在30℃温度和50KPa的低气压环境下放置1小时，将薄膜固化；将薄膜放在90℃的常压环境中1小时；最后将薄膜从载玻片上揭下来。薄膜在紫外光照下不发光。X射线衍射分析表明：薄膜内并没有CsPbBr3量子点。对比上述实施例1以及对比例1-4可知，采用目前公开的文献所用的聚合物（包括亚克力胶、硅胶、环氧树脂胶）对量子点进行封装，结果显示在这些其它聚合物中量子点在一周之内发光强度都衰减50%以上，而本专利技术的薄膜无明显衰减。此外，将本专利技术所用的间规聚苯乙烯改换成普通聚苯乙烯（无规聚苯乙烯），则不析出量子点。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯复合薄膜，其特征在于：所述复合薄膜为50‑200μm厚的间规聚苯乙烯塑料薄膜，其中嵌入有不带任何表面活性剂分子、尺寸为2‑3nm的CsPbBr3量子点。

【技术特征摘要】
1.一种CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯复合薄膜，其特征在于：所述复合薄膜为50-200μm厚的间规聚苯乙烯塑料薄膜，其中嵌入有不带任何表面活性剂分子、尺寸为2-3nm的CsPbBr3量子点。2.一种制备如权利要求1所述的CsPbBr3量子点间规聚苯乙烯复合薄膜的方法：其特征在于：具体包括以下步骤：（1）将间规聚苯乙烯粉、CsBr和PbBr2一起溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，充分溶解后，将所得溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄烽，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35