纳米材料及其制备方法和印刷显示材料技术

本发明专利技术属于平板显示技术领域，具体涉及一种纳米材料及其制备方法和印刷显示材料。本发明专利技术所提供的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：提供含有掺杂元素的反应物和碳源，将含有掺杂离子元素的反应物与碳源加入水中，进行混合，制备混合液；含有掺杂元素的反应物为硼源、磷源或硫源；调节混合液的pH为2-5，加入引发剂，进行加热反应，制备硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点。由此制得的纳米材料为硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点。与未进行掺杂的碳化聚合物相比，本发明专利技术提供的纳米材料不仅具有磁性，还具有优异的发光性能，可显著提高电致发光器件的显示性能。显示性能。显示性能。

【技术实现步骤摘要】
纳米材料及其制备方法和印刷显示材料


[0001]本专利技术属于平板显示
，具体涉及一种纳米材料及其制备方法和印刷显示材料。

技术介绍

[0002]印刷显示技术，指的是将印刷电子技术应用在平板显示领域，具体地说，是将采用喷墨打印等印刷方法，将金属、无机材料、有机材料转移到基板上，制成发光显示器件。理论上，QLED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)的“薄膜化点阵涂覆”更适合印刷技术，相对于传统的真空蒸镀技术，其成品率更高，材料成本更低，且大尺寸化的技术难度增长有限，因此，利用印刷显示技术已成为当前制备电致发光器件研究的新方向。
[0003]在利用印刷显示技术来制备电致发光器件时，需要保证不同颜色的材料被喷涂在同一层，从而使得一张屏幕能显示出五彩斑斓的画面。然而，将不同颜色材料喷涂在同一层时，由于不同颜色区域之间的间距较小，在喷涂时不同颜色材料之间容易发生相互掺混，导致相邻颜色区域之间的颜色串扰，影响电致发光器件的显示性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种纳米材料的制备方法以及由此制得的纳米材料，用来作为一种印刷显示材料。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种印刷显示材料。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术的具体技术方案如下：
[0007]一种上述纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]提供含有掺杂元素的反应物和碳源，将所述含有掺杂离子元素的反应物与所述碳源加入水中，进行混合，制备混合液；所述含有掺杂元素的反应物为硼源、磷源或硫源；
[0009]调节所述混合液的pH为2-5，加入引发剂，进行加热反应，制备硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点。
[0010]本专利技术提供的上述纳米材料的制备方法，以硼源、磷源或硫源作为反应物与碳源混合，并在酸性环境以及引发剂存在的条件下进行加热反应，进而制备硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点，工艺优化，有效控制反应物的碳化程度，并促进发光碳核表面的聚合物的形成，方法操作简便，无需昂贵设备，反应过程可控，质量稳定保障，便于规模化生产。
[0011]相应的，一种由上述制备方法制得的纳米材料，为单一元素掺杂的碳化聚合物点，且掺杂元素为硼、磷或硫。
[0012]本专利技术提供的纳米材料，为硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点，一方面，碳化聚合物点作为碳点材料的一员，具有良好的发光性质，水溶性高，且化学性能稳定，低毒，可印刷工艺性良好，易于成膜，可作为一种良好的印刷显示材料；另一方面，以硼、磷或硫为掺杂元素掺杂碳化聚合物点，阻止形成石墨结构的碳晶格，在外电场诱导下，容易形成电子环流，产
生感应磁场。因而，本专利技术提供的纳米材料可作为一种印刷显示材料用于制备电致发光器件，可通过调节外电场强度来控制不同颜色的印刷显示材料到指定的颜色区域，避免不同颜色材料之间发生相互掺混，保证电致发光器件良好的显示性能。不同于未进行掺杂的碳化聚合物，本专利技术提供的纳米材料不仅具有良好的发光性能，还具有磁性，可显著提高电致发光器件的显示性能。
[0013]相应的，一种印刷显示材料，包括：前述制备方法制得的纳米材料或上述纳米材料。
[0014]本专利技术提供的印刷显示材料，包括上述硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点，该纳米材料具有磁性，可提高印刷电致发光器件的显示性能。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例提供的纳米材料的制备方法流程图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0017]一种纳米材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0018]S01、提供含有掺杂元素的反应物和碳源，将所述含有掺杂元素的反应物与所述碳源加入水中，进行混合，制备混合液；所述含有掺杂元素的反应物为硼源、磷源或硫源；
[0019]S02、调节所述混合液的pH为2-5，加入引发剂，进行加热反应，制备硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点。
[0020]本专利技术实施例提供的上述纳米材料的制备方法，以硼源、磷源或硫源作为反应物与碳源混合，并在酸性环境以及引发剂存在的条件下进行加热反应，进而制备硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点，工艺优化，有效控制反应物的碳化程度，并促进发光碳核表面的聚合物的形成，方法操作简便，无需昂贵设备，反应过程可控，质量稳定保障，便于规模化生产。
[0021]具体的，在步骤S01中，所述含有掺杂元素的反应物和所述碳源均作为制备所述纳米材料的反应原料。在一些实施例中，所述碳源为柠檬酸、葡萄糖、蔗糖和油酸中的至少一种，柠檬酸、葡萄糖、蔗糖属于小分子结构，在形成碳化聚合物时一般小分子初步聚合形成聚合物链，而材料类似于油酸的长链分子，由于空间位阻，在初期形成聚合物时难度比小分子大，不利于聚合充分，导致后期碳化不足，碳核较小，发光性能较差。在另一些实施例中，所述硼源为三烷基硼、三苯基硼和苯基硼酸中的至少一种，优选为三烷基硼，三烷基硼具有较小分子体积，利于进入碳源形成的碳链聚合物中，掺杂效果较好；在又一些实施例中，所述磷源为植酸、二苯基磷、三辛基膦和磷酰胺中的至少一种，优选为三辛基膦，其易于进入碳源形成的碳链聚合物中，掺杂效果较好；在再一些实施例中，所述硫源为蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸和巯基乙酸中的至少一种，优选为巯基乙酸，具有较优的掺杂效果。
[0022]将所述含有掺杂元素的反应物与所述碳源加入水中，进行混合，使得含有掺杂元素的反应物与碳源溶解于水中。可以理解，为了使得含有掺杂元素的反应物与碳源能够充分溶解于水中，所述混合优选为搅拌混合。进一步的，所述搅拌混合在室温下进行，搅拌至
含有掺杂元素的反应物与碳源完全溶解，例如室温搅拌1小时以上。
[0023]具体的，在步骤S02中，调节所述混合液的pH为2-5，使得反应体系处于酸性环境，促进小分子碳源聚合并碳化成碳核。在本专利技术实施例中，调节所述混合液的pH为2-5的步骤中，优选地采用稀酸进行调节。在一些实施例中，所述稀酸为稀盐酸、稀硫酸、稀醋酸中的至少一种；在另一些实施例中，所述稀酸的游离氢离子的摩尔浓度为0.02-0.05mol/L。
[0024]在本专利技术实施例中，加入所述引发剂，用于降低反应的活化能。在酸性环境以及引发剂存在的条件下进行加热反应，可有效控制后续进行加热反应时反应物的碳化程度，避免过度碳化影响后期发光碳核表面的聚合物的聚合程度，保证制备的硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点良好的磁性和发光性能。在一些实施例中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢或过硫酸钾，促进小分子碳源聚合长碳链，并在聚合反应完成后可通过清洗可去除。
[0025]在酸性水环境以及引发剂存在的条件下，将含有掺杂元素的反应物和碳源加热进行反应，在反应初期，反应物之间通过脱水和缩合，从而形成较长的分子链。随着反应的继续进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供含有掺杂元素的反应物和碳源，将所述含有掺杂元素的反应物与所述碳源加入水中，进行混合，制备混合液；所述含有掺杂元素的反应物为硼源、磷源或硫源；调节所述混合液的pH为2-5，加入引发剂，进行加热反应，制备硼、磷或硫掺杂的碳化聚合物点。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为150-300℃，反应时间为6-12小时。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有掺杂元素的反应物与所述碳源的摩尔比为(0.005-0.05):(1-2)；和/或所述引发剂与所述碳源的摩尔比为(0.1-0.5):(1-2)。4.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述硼源为三烷基硼、三苯基硼和苯基硼酸中的至少一种；和/或所述磷源为植酸、二苯基磷、三辛基膦和磷酰胺中的至少一种；和/或所述硫源为蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸和巯基乙酸中的至少一种。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶炜浩，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：