一种复合材料及其制备方法与量子点发光二极管技术

本发明专利技术公开一种复合材料及其制备方法与量子点发光二极管，所述复合材料包括碳量子点、有机分子连接体与金属纳米颗粒，所述碳量子点的表面结合有羟基；所述有机分子连接体的一端通过羧基与碳量子点的羟基结合，所述有机分子连接体的另一端通过具有金属键合性的官能团与金属纳米颗粒结合。本发明专利技术在保持碳量子点本身优异性能的前提下，利用金属纳米颗粒在碳量子点表面形成的表面等离子体共振，可以增强碳量子点的发光性能。利用金属纳米颗粒良好的导电性，使得碳量子点具有非常优异的导电性能。本发明专利技术复合材料的成膜性能优异，且能够有效的抑制碳量子点固态荧光淬灭的现象，具有良好的生物相容性，制备成本低，易于制备。易于制备。易于制备。

A composite material and its preparation method and quantum dot light emitting diode

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料及其制备方法与量子点发光二极管


[0001]本专利技术涉及量子点发光器件领域，尤其涉及一种复合材料及其制备方法与量子点发光二极管。

技术介绍

[0002]量子点(QDs)以其自身优越的光电性能，使量子点薄膜在发光材料领域中具有显著优势。为探究量子点薄膜在固态荧光和显示的潜在应用，制备光学性能优良的超薄量子点薄膜成为众多研究者的研究热点。
[0003]由于量子点的粒径一般介于1～10nm之间，具有非常大的比表面积，表面上原子数的增多，导致了表面原子的配位不足，不饱和键和悬键(即晶格表面未配对的电子)增多，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其它原子结合。因此，一般量子点表面需选择合适的配体来与量子点表面的金属配位，配体的种类对量子点的效率和稳定性具有决定性的影响。随着量子点合成技术的发展和优化，量子点的效率和稳定性均达到了产业化的水平。
[0004]碳量子点材料由于其低成本、低污染并且容易制备等性质吸引了研究者们广泛的关注。而作为其中一类准零维纳米材料，碳量子点以其优异的光电、低毒等性能被广泛应用在生物探针、成像以及光电材料等领域。相对于传统的半导体量子点和有机染料，这位碳家族中的新成员不仅保持了碳材料毒性小、生物相容性好等优点，而且还拥有发光范围可调、双光子吸收截面大、光稳定性好、无光闪烁、易于功能化、价廉、易大规模合成等无可比拟的优势。在生物成像、医疗诊断、催化和光伏器件方面有着广泛的应用前景。但是目前大部分基于碳量子点的器件均面临器件亮度不高，固态易淬灭，以及成膜能力较差等问题。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种复合材料及其制备方法与量子点发光二极管，旨在一定程度解决现有基于碳量子点的器件面临器件亮度不高，固态易淬灭，以及成膜能力较差等的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种复合材料，其中，所述复合材料包括碳量子点、有机分子连接体与金属纳米颗粒，所述碳量子点的表面结合有羟基；所述有机分子连接体的一端通过羧基与碳量子点的羟基结合，所述有机分子连接体的另一端通过具有金属键合性的官能团与金属纳米颗粒结合。
[0009]一种复合材料的制备方法，其中，
[0010]复合材料的制备方法包括步骤：
[0011]提供碳量子点，所述碳量子点的表面结合有羟基；
[0012]提供有机分子连接体，所述有机分子连接体的一端具有羧基，另一端具有金属键
合性的官能团；
[0013]将所述有机分子连接体、金属盐与溶剂混合，所述有机分子连接体与金属离子结合，得到混合溶液；
[0014]将所述混合溶液与所述碳量子点混合，所述混合溶液中的有机分子连接体与碳量子点结合，得到复合材料；
[0015]或者，复合材料的制备方法包括步骤：
[0016]提供碳量子点，所述碳量子点的表面结合有羟基；
[0017]提供有机分子连接体，所述有机分子连接体的一端具有羧基，另一端具有金属键合性的官能团；
[0018]将所述有机分子连接体与碳量子点于溶剂中混合，得到混合溶液；
[0019]将所述混合溶液与金属盐混合，所述有机分子连接体与金属离子结合，得到复合材料。
[0020]一种量子点发光二极管，包括发光层，其中，所述发光层包括本专利技术所述的复合材料；和/或所述发光层包括本专利技术所述的制备方法制备得到的复合材料。
[0021]有益效果：本专利技术利用有机分子连接体为中间纽带，一端连接着金属纳米颗粒，另一端连接着碳量子点，从而得到一种表面连接金属纳米颗粒的碳量子点。本专利技术在保持碳量子点本身优异性能的前提下，利用金属纳米颗粒在碳量子点表面形成的表面等离子体共振，可以增强碳量子点的发光性能。利用金属纳米颗粒良好的导电性，使得碳量子点具有非常优异的导电性能。本专利技术复合材料的成膜性能优异，并且能够有效的抑制碳量子点固态荧光淬灭的现象，具有良好的生物相容性，制备成本低，易于制备。在发光二极管、光催化领域以及打印显示等方面都有潜在的应用价值。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例提供的一种复合材料的制备方法的流程示意图。
[0023]图2为本专利技术实施例提供的一种正型结构的量子点发光二极管的结构示意图。
[0024]图3为本专利技术具体的实施例中未经修饰的碳量子点的水溶液与复合材料的水溶液分别制备成薄膜后的荧光光谱曲线。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供一种复合材料及其制备方法与量子点发光二极管，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。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。
[0026]本专利技术实施例提供一种复合材料，其中，所述复合材料包括碳量子点、有机分子连接体与金属纳米颗粒，所述碳量子点的表面结合有羟基；所述有机分子连接体的一端通过羧基与碳量子点的羟基结合，所述有机分子连接体的另一端通过具有金属键合性的官能团与金属纳米颗粒结合。
[0027]本实施例中，有机分子连接体的一端连接有羧基，另一端连接有具有金属键合性的官能团，可以作为修饰金属的分子之一，便于进行适当的化学操作。其一端的具有金属键合性的官能团易于与金属结合，使得有机分子连接体与金属纳米颗粒牢牢结合；其另一端
的羧基与碳量子点表面的羟基通过缩合作用，使得有机分子连接体与碳量子点结合在一起，从而得到一种由碳量子点、有机分子连接体与金属纳米颗粒组成的复合材料。所述复合材料综合了碳量子点与金属纳米颗粒两种材料各自的优点，使其性能比原来单一的材料相比更为优越。
[0028]本实施例金属纳米颗粒能够在碳量子点表面形成表面等离子体共振，从而使所述复合材料具有优异的发光性能；利用金属纳米颗粒良好的导电性，使得所述复合材料在成膜时仍然保持非常优异的导电性能；并且金属纳米颗粒具有一定的团聚效应，因此在成膜时相邻的金属纳米颗粒会在团聚作用力下相互靠近，从而将原本不连接的复合材料单体彼此通过金属纳米颗粒的自发组装连接在一起，原本孤立的复合材料单体形成彼此相接的连通的网络，从而增强复合材料的成膜性以及降低成膜时可能出现的缺陷，减少漏电流的产生。另外，此复合材料产率高、分散性能好、制备可控、生产成本低、重复性好。
[0029]在一种实施方式中，所述有机分子连接体通过疏基与所述金属纳米颗粒结合。
[0030]进一步地在一种实施方式中，所述有机分子连接体可以为半胱氨酸、疏基乙胺和邻氨基苯硫酚等不限于此中的一种或多种。
[0031]更进一步地，所述有机分子连接体为半胱氨酸。半胱氨酸是一种很重要的含巯基的α-氨基酸，在生物体内发挥着许多重要的作用，如参与蛋白质合成、解毒、新陈代谢等，其含有较多的基团，如氨基、羧基、疏基等等，因而成为常用的修饰金属的氨基酸小分子之一，便于进行适当的化学操作。其一端的疏基(-SH)易于与金属形成金属-S键本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括碳量子点、有机分子连接体与金属纳米颗粒，所述碳量子点的表面结合有羟基；所述有机分子连接体的一端通过羧基与碳量子点的羟基结合，所述有机分子连接体的另一端通过具有金属键合性的官能团与金属纳米颗粒结合。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述有机分子连接体通过疏基与所述金属纳米颗粒结合。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述有机分子连接体为半胱氨酸、疏基乙胺和邻氨基苯硫酚中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述金属纳米颗粒为金纳米颗粒或银纳米颗粒。5.一种复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料的制备方法包括步骤：提供碳量子点，所述碳量子点的表面结合有羟基；提供有机分子连接体，所述有机分子连接体的一端具有羧基，另一端具有金属键合性的官能团；将所述有机分子连接体、金属盐与溶剂混合，所述有机分子连接体与金属离子结合，得到混合溶液；将所述混合溶液与所述碳量子点混合，所述混合溶液中的有机分子连接体与碳量子点结合，得到复合材料；或者，所述复合材料的制备方法包括：提供碳量子点，所述碳量子点的表面结合有羟基；提供有机分子连接体，所述有机分子连接体的一端具有羧基，另一端具有金属键合性的官能团；将所述有机分子连接体与碳量子点于溶剂中混合，得到混合溶液；将所述混合溶液与金属盐混...

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