一种多层壳结构纳米棒的制备方法以及白光LED的制备方法技术

本发明专利技术提供一种多层壳结构纳米棒及其制备方法，以及白光LED的制备。本发明专利技术采用阴阳离子交替注入法分步包裹无机壳层方式制备多层核壳结构量子点，有助于避免一次性加入过量的阴或者阳离子，导致产生的相应的不同价态的离子副产物，并且避免过量独立成核，实现对量子点尺寸的控制，提高粒径均匀性；本发明专利技术制备得到的多层壳结构纳米棒成晶效果好，稳定性好。本发明专利技术制备得到的量子点具有半峰宽窄，发光光谱对称，光学性质稳定，量子点产率高的优点，将其用于制备白光led，其色纯度高，稳定性好，几乎没有光衰。实施例的结果表明，本发明专利技术制备得到的量子点半峰宽窄，光谱对称，荧光产率达80%以上，白光led稳定性好且色纯度高CIR>90。

Preparation method of multilayer shell nanorods and preparation method of white LED

The invention provides a multi-layer shell structure nanorod and a preparation method thereof, and the preparation of white LED. The invention uses the alternating injection method of anion and cation to prepare the multi-layer nuclear shell structure quantum dots, which is helpful to avoid overdose of anion or cation, resulting in the corresponding valence of ion by-products, and avoid excessive independent nucleation, and realize the control of quantum dots size. The multi-layer shell structure nanorods prepared by the invention have good crystallizing effect and good stability. The quantum dots prepared in this invention have the advantages of half peak and wide narrow, symmetrical luminescence spectrum, stable optical properties and high yield of quantum dots, which are used in the preparation of white light LED with high color purity, good stability and almost no light failure. The results of the example show that the half peak of the quantum dot is narrow, the spectrum is symmetrical, the fluorescence yield is above 80%, the white light LED is stable and the color purity is high CIR> 90.

【技术实现步骤摘要】
一种多层壳结构纳米棒的制备方法以及白光LED的制备方法
本专利技术涉及纳米功能材料
，特别涉及一种多层壳结构纳米棒及其制备方法以及白光LED。
技术介绍
白光led是加入有量子材料组成的球状纳米尺寸的纳米材料涂敷于蓝光基底的芯片制备而成或者稀土材料制备成白光灯珠等方式，但是通过量子点材料便宜且地球储备丰富，产生的色彩效果一般比液晶荧幕高50%，而成本降低，而纳米棒材料的引入也为白光led制备提供了可行性。把这项技术称为纳米棒白光led制备技术,是一种运用纳米棒制备的发光显示器件，由于纳米棒的宽波段可发光，可协调性强，色纯度高，可以单一发光或者混合之后形成白光。多层壳结构的纳米棒作为一种新型材料，具有吸收光谱宽、发射光谱窄而对称，通过调节组成和粒径可以使其发射出不同颜色的荧光，荧光强度高且荧光稳定性好，斯托克斯位移大等优点，克服了传统有机荧光染料的诸多不足。目前，纳米棒的制备方法主要有三大类：（1）高温气相法合成，如化学气相沉积法，或使用激光法加热气相前驱物；（2）胶体法，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；（3）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。但上述方法在量子点制备过程中，产率低且制备得到的量子点存在着发光光谱不稳定且荧光寿命短尺寸不均以及稳定性差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多层壳结构的纳米棒及其制备方法以及白光led。本专利技术提供的制备方法量子点产率高，且制备得到的多元量子点半峰宽窄，发光光谱对称且荧光寿命长，斯托克斯位移大，防止自吸收损失光子。本专利技术提供的白光led色纯度高，光学性能优良，稳定性好。一种多层壳结构纳米棒的制备方法，包括：（1）将第一镉源、第一膦源和第一弱配位溶剂和油醇混合，加热得到量子点前驱体；本专利技术对所述含锌化合物，镉化合物，膦化合物，醇类等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产品即可，具体加热方式与并无特别要求。（2）将所述步骤（1）制备得到的量子点前驱体与第二非配位溶剂和第一硒源混合，保温得到纳米棒种子。（3）将上述纳米棒种子溶液与乙醇一定体积比混合均匀进行离心提纯，提纯多次后保存于有机溶剂中，称为纳米棒溶液。（4）将第二镉源，第二膦源，第二弱配位溶剂混合，加热得到壳层前驱体。（5）将纳米棒溶液与硫源按比例混合均匀，高温注入上述第（4）中壳层前驱液中。保温一段时间降至室温加入第二硫醇和第一锌源。惰性气体流下，保持搅拌一定时间。（6）将（5）中溶液加热到一定温度。保温一定时间即得到多层壳结构纳米棒。（7）对其进行提纯并溶解于有机溶剂中保存。所述步骤（1）中还包括镉源；所述第一镉源中镉与第一弱配位溶剂的物质的量的比为1：（1~10）。优选第一镉源中镉与第一弱配位溶剂的物质的量的比1：8。所述步骤（1）所述第一镉源中镉与膦源中膦的物质的量的比为（0.5~1）：（5~50）。优选第一镉源中镉与膦源中膦的物质的量的比为0.5：6。所述步骤（1）中第一镉源中镉与所述步骤（2）中第一硒源中硒的物质的量的比为（1~2.5）：（1~10）。优选步骤（1）中第一镉源中镉与所述步骤（2）中第一硒源中硒的物质的量的比为1：5。所述保温后还包括对保温产物的提纯处理，包括：将所述保温产物与辛胺、正己烷和乙腈混合后静置，得到量子点溶液；将所述得到的量子点溶液与乙醇混合，离心分离。所述步骤（2）保温的温度为340~400℃，保温的时间为10~120秒。优选保温时间370℃保温时间40秒。一种多层壳结构纳米棒的制备方法制备得到的纳米棒种子。所述步骤（3）纳米棒种子与乙醇体积比为1：（1~5）离心转速在4000rmp/min~10000rmp/min时间在3min~8min，可以保存于甲苯，三氯甲烷，己烷等有机溶剂中。优选纳米棒种子与乙醇体积比为1：2，转速5000rmp/min3min保存于甲苯中。所述步骤（4）第二镉源与第二膦源比例为（0.5~3）：（1~80），第二镉源与第二弱配位体溶剂摩尔比为（1~5）：（10~20）.加热温度300℃~370℃。优选第二镉源与第二膦源比例为2：7；第二镉源与第二弱配位体溶剂摩尔比为3：15；加热温度360℃。所述步骤（5）纳米棒溶液与硫源摩尔比1：（0：1~10）注入温度300℃~370℃保温时间在2min~20min。所述惰性气氛优选为氩气气氛或氦气气氛。优选6~8min350~360℃。所述步骤（6）保温时间在30min~760min，第二硫源与第一锌源摩尔比（0.1~10）；（1~10）。保温温度在280℃~350℃。优选保温时间50min第二硫源与第一锌源摩尔比2；3保温温度350摄氏度。一种多层壳结构纳米棒的白光led的制备，包括制备纳米棒与大分子聚合物混合物，涂敷于蓝光led芯片上，所述纳米棒聚合物混合物包括多层壳结构纳米棒的制备方法制备的纳米棒；所述纳米棒与大分子聚合物混合物按照包括以下步骤的方法得到：（a）纳米棒与大分子聚合物按比例混合溶解；大分子聚合物可是PMMA等；（b）将所述步骤（a）得到的置于蓝光芯片中，加热到一定温度进行固化。80℃~120℃，更优选80℃~100℃。加热时间20min~30min。本专利技术提供一种多层壳结构纳米棒及其制备方法，以及白光LED的制备。本专利技术采用阴阳离子交替注入法分步包裹无机壳层方式制备多层核壳结构量子点，有助于避免一次性加入过量的阴或者阳离子，导致产生的相应的不同价态的离子副产物，并且避免过量独立成核，实现对量子点尺寸的控制，提高粒径均匀性；本专利技术制备得到的多层壳结构纳米棒成晶效果好，稳定性好。本专利技术制备得到的量子点具有半峰宽窄，发光光谱对称，光学性质稳定，量子点产率高的优点，将其用于制备白光led，其色纯度高，稳定性好，几乎没有光衰。实施例的结果表明，本专利技术制备得到的量子点半峰宽窄，光谱对称，荧光产率达80%以上，白光led稳定性好且色纯度高CIR>90。附图说明图1蓝光LED芯片；图2为本专利技术实施例1制备得到的多层核结构的纳米棒制备的白光led；图3为本样品的吸收光谱和荧光光谱。图4和图5为成核反应时间对荧光光谱的影响。改变十四烷基膦酸酯综合分析对其荧光光谱的影响。图6为其纳米棒实物溶解于有机溶剂中的紫外灯照射下的效果图。具体实施方式一种多层壳结构纳米棒的制备方法，包括：（1）将第一镉源、第一膦源和第一弱配位溶剂和油醇混合，加热得到量子点前驱体；本专利技术对所述含锌化合物，镉化合物，膦化合物，醇类等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产品即可，具体加热方式与并无特别要求。（2）将所述步骤（1）制备得到的量子点前驱体与第二非配位溶剂和第一硒源混合，保温得到纳米棒种子。（3）将上述纳米棒种子溶液与乙醇一定体积比混合均匀进行离心提纯，提纯多次后保存于有机溶剂中，称为纳米棒溶液。（4）将第二镉源，第二膦源，第二弱配位溶剂混合，加热得到壳层前驱体。（5）将纳米棒溶液与硫源按比例混合均匀，高温注入上述第（4）中壳层前驱液中。保温一段时间降至室温加入第二硫醇和第一锌源。惰性气体流下，保持搅拌一定时间。（6）将（5）中溶液加热到一定温度。保温一定时间即得到多层壳结构纳米棒。（7）对其进行提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层壳结构纳米棒的制备方法，其特征在于包括：（1）将第一镉源、第一膦源和第一弱配位溶剂和油醇混合，加热得到量子点前驱体；（2）将所述步骤（1）制备得到的量子点前驱体与第二非配位溶剂和第一硒源混合，保温得到纳米棒种子；（3）将上述纳米棒种子溶液与乙醇一定体积比混合均匀进行离心提纯，提纯多次后保存于有机溶剂中，称为纳米棒溶液；（4）将第二镉源，第二膦源，第二弱配位溶剂混合，加热得到壳层前驱体；（5）将纳米棒溶液与硫源按比例混合均匀，高温注入上述第（4）中壳层前驱液中；保温一段时间降至室温加入第二硫醇和第一锌源；惰性气体流下，保持搅拌一定时间；（6）将（5）中溶液加热到一定温度；保温一定时间即得到多层壳结构纳米棒；（7）对其进行提纯并溶解于有机溶剂中保存。

【技术特征摘要】
1.一种多层壳结构纳米棒的制备方法，其特征在于包括：（1）将第一镉源、第一膦源和第一弱配位溶剂和油醇混合，加热得到量子点前驱体；（2）将所述步骤（1）制备得到的量子点前驱体与第二非配位溶剂和第一硒源混合，保温得到纳米棒种子；（3）将上述纳米棒种子溶液与乙醇一定体积比混合均匀进行离心提纯，提纯多次后保存于有机溶剂中，称为纳米棒溶液；（4）将第二镉源，第二膦源，第二弱配位溶剂混合，加热得到壳层前驱体；（5）将纳米棒溶液与硫源按比例混合均匀，高温注入上述第（4）中壳层前驱液中；保温一段时间降至室温加入第二硫醇和第一锌源；惰性气体流下，保持搅拌一定时间；（6）将（5）中溶液加热到一定温度；保温一定时间即得到多层壳结构纳米棒；（7）对其进行提纯并溶解于有机溶剂中保存。2.根据权利要求1所述的一种多层壳结构纳米棒的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中还包括镉源；所述第一镉源中镉与第一弱配位溶剂的物质的量的比为1：（1~10）。3.根据权利要求1所述的一种多层壳结构纳米棒的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）所述第一镉源中镉与膦源中膦的物质的量的比为（0.5~1）：（5~50）。4.根据权利要求1所述的一种多层壳结构纳米棒的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中第一镉源中镉与所述步骤（2）中第一硒源中硒的物质的量的比为（1~2.5）：（1~10）。5.根据权利要求1所述的一种多层壳结构纳米棒的制备方法，其特征在于，所述保温后还包括对保温产物的提纯处理，包括：将所述保温产物与辛胺、正己烷和乙腈混合后静置，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤，张虚谷，纪丽珊，张之轩，张青松，王凛烽，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36