一种具有荧光特性的纳米晶墨水及其制备方法和图案化应用技术

本发明专利技术涉及一种具有荧光特性的纳米晶墨水及其制备方法和图案化应用。所述纳米晶墨水包括：纳米晶材料、分散剂、粘结剂、热固化剂或光诱导剂；所述纳米晶材料选自ABX3纳米晶、ABX3@ABX’3核壳结构纳米复合材料，以及纳米二维材料表面原位生长ABX3纳米晶的纳米复合材料中的一种或至少两种。纳米晶材料具有良好荧光特性，墨水粘度等物化性能符合喷墨打印基本要求，可采用喷墨打印的方式实现图案化印制，并通过热固化或紫外照射固化，获得具有荧光特性的图案化器件。可用于防伪识别、安全监测、智能显示、建筑光伏一体化、生物医疗和可见光无线通信领域，实现高质量、大面积、快速高效、低成本、复杂结构的器件加工及多元化应用。

A fluorescent nanocrystalline ink and its preparation method and patterned application

【技术实现步骤摘要】
一种具有荧光特性的纳米晶墨水及其制备方法和图案化应用
本专利技术涉及纳米材料的应用
，特别是涉及一种具有荧光特性的纳米晶墨水及其制备方法和图案化应用。
技术介绍
半导体纳米晶因其独特的光电性能，已被广泛应用于太阳能电池、发光二极管、光电探测、光催化、激光器等领域；特别是以CsPbX3(X为卤族元素)为代表无机钙钛矿纳米晶，因其高吸光系数、低缺陷密度、长载流子扩散距离和双极性的载流子传输等优异性能，更是受到科研人员广泛的关注。专利技术人前期开发了一系列纳米二维材料表面原位生长CsBX3(B为含有+2价态元素；X为卤族元素)纳米晶的纳米复合材料(中国专利技术专利，201810179430.2)，并基于此类纳米复合材料优异的荧光特性开发了一种荧光集光太阳能照明系统，可满足道路照明、智能家居、环境装饰等不同场所的应用需求。此外，专利技术人还开发了一套多维度纳米复合材料的阵列式液相合成系统(中国专利技术专利，201810180349.6)，可精准定位低维单相纳米材料及其复合材料合成的关键环节。该系统通过对不同合成阶段的材料进行处理，改善表面或界面特性，并高精度控制液相合成方法及其工艺条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有荧光特性的纳米晶墨水，其特征在于，包括：纳米晶材料；所述纳米晶材料选自ABX3纳米晶、ABX3@ABX’3核壳结构纳米复合材料，以及纳米二维材料表面原位生长ABX3纳米晶的纳米复合材料中的一种或至少两种；其中，A选自碱金属元素中的一种或至少两种，B选自+2价态的金属元素中的一种或至少两种，X和X’各自独立地选自卤族元素中的一种；优选地，所述纳米晶材料中，所述B选自Sn、Ge、In、Ti、Bi、Sb、Cu、Mn、Co、Zn元素中的一种或至少两种。

【技术特征摘要】
1.一种具有荧光特性的纳米晶墨水，其特征在于，包括：纳米晶材料；所述纳米晶材料选自ABX3纳米晶、ABX3@ABX’3核壳结构纳米复合材料，以及纳米二维材料表面原位生长ABX3纳米晶的纳米复合材料中的一种或至少两种；其中，A选自碱金属元素中的一种或至少两种，B选自+2价态的金属元素中的一种或至少两种，X和X’各自独立地选自卤族元素中的一种；优选地，所述纳米晶材料中，所述B选自Sn、Ge、In、Ti、Bi、Sb、Cu、Mn、Co、Zn元素中的一种或至少两种。2.根据权利要求1所述的纳米晶墨水，其特征在于，所述ABX3@ABX’3核壳结构纳米复合材料，由如下方法制备而成：将离子交换前驱体材料和卤源混合后，加入ABX3纳米晶溶液中即得；所述离子交换前驱体材料：卤源的质量比为1：(0.03-0.10)；所述卤源为X’源，所述其中，A、B、X、X’分别与ABX3@ABX’3中的A、B、X、X’相对应；优选地，所述离子交换前驱体材料为油胺、磷酸三辛酯中的一种或至少两种；更优选地，将所述离子交换前驱体材料、卤源在50-150℃的加热条件下搅拌0.5-3h即得。3.根据权利要求1或2所述的纳米晶墨水，其特征在于，所述纳米晶墨水的粘度为3-20cP；优选地，所述纳米晶墨水包括：所述纳米晶材料，分散剂，粘结剂，和热固化剂或光诱导剂中的一种；其中，所述分散剂和所述纳米晶材料的质量比为(0.02-0.1)：(1-20)。4.根据权利要求3所述的纳米晶墨水，其特征在于，所述分散剂选自硫代硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素中的一种或几种；和/或，所述粘结剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯中的一种或至少两种；和/或，所述的热固化剂选自P195N油性树脂、C5石油树脂、萜烯树脂、醇溶树脂、水性树脂和聚酯801树脂中的一种或至少两种；和/或，所述的光诱导剂选自过氧化苯甲酰、硫杂蒽酮类、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和活性胺树脂中的一种或至少两种。5.根据权利要求1-4任一项所述的纳米晶墨水，其特征在于，还包括：溶剂，所述溶剂：粘结剂的质量比为1：(0.01-0.20)；所述溶剂：纳米晶材料的质量比为1：(0.01-0.2)；优选地，所述溶剂选自甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、正己烷、十四烷、乙酸乙酯、无水乙醇、异丙醇、乙二醇、二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷中的一种或至少两种；和/或，所述热固化剂或光诱导剂中的一种和粘结液的质量比为1:(1-10)，其中，所述粘结液由所述溶剂和所述粘结剂混合制备而成；优选地，所述的粘结液是由所述溶剂和粘结剂混合后，于40-100℃的条件下搅拌6-48h而成。6.一种制备权利要求5所述的纳米晶墨水的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将所述溶剂、分散剂、纳米晶材料混合超声，得到纳米晶分散液；2)将步骤1)所得纳米晶分散液、所述粘结液，以及热固化剂或光诱导剂混合，即得；优选地，步骤1)中：所述超声的时间为0.5-3h，超声频率为20-100kHz；和/或，步骤2)：将步骤1)所得纳米晶分散液、所述粘结液，以及热固化剂或光诱导剂在暗场条件下搅拌0.5-5h，混合，即得。7.权利要求1-5任一项所述的纳米晶墨水用于印制图案化印制品...

【专利技术属性】
技术研发人员：林红，张琦，石京，周养盈，魏雅璇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11