一种性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1：以能以光聚合的第一活性稀释单体作为溶剂制备钙钛矿量子点反应液；步骤S2：将光固化预聚体、能以光聚合的第二活性稀释单体和光引发剂混合搅拌，制备光固化胶液；步骤S3：将钙钛矿量子点反应液和光固化胶液混合搅拌，得到光固化量子点胶液；步骤S4：将光固化量子点胶液涂覆在基材上，通过光照进行固化，得到钙钛矿量子点膜。本发明专利技术采用锰元素对于CsPbX3钙钛矿量子点进行了掺杂，锰元素取代了部分铅元素的位置，使得红光钙钛矿量子点的结构更加稳定，不易发生相变和分解，使得其在加速老化测试中的稳定性得到了大大的提高。加速老化测试中的稳定性得到了大大的提高。加速老化测试中的稳定性得到了大大的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法


[0001]本专利技术属于荧光材料领域，涉及一种锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，无机金属卤化物钙钛矿量子点CsPbX3(X＝I、Br、Cl)以其独特的光学性能，比如超窄的发射光谱和超高的荧光量子产率，被认为在LED照明和显示领域具有广阔的应用前景。但是红光钙钛矿量子点由于其相结构不稳定，材料合成后，在后续应用过程中易分解或相变，从而导致其无法制备成膜，进行应用。
[0003]红色的纯无机的CsPbX3钙钛矿量子点，通常含有相当高比例的I元素，而含有I元素的CsPbX3钙钛矿量子点通常在室温下不具有稳定的相结构，易发生相变或分解。部分相结构由伽马相转变为德尔塔相，量子产率降低。因此需要合成结构高度稳定的红光钙钛矿量子点。锰元素作为ABX3钙钛矿结构中B位除了铅元素以外另一种有力的替代元素，通过锰的引入，可以改变钙钛矿晶胞尺寸的大小。通过控制锰元素的掺杂量来优化其晶胞尺寸大小，进而优化其容忍因子到最佳值，从而提高整体结构的稳定性。
[0004]而钙钛矿量子点作为纳米级的荧光材料，需要固定在透明基材里。目前最常用的方法是将量子点分散在光固化胶里，以光固化成膜。这样首先要求钙钛矿量子点在胶液内分散均匀不分层，同时需要胶液的各个组分对钙钛矿量子点的荧光性能不能有影响，不会导致其相变或分解。目前与红色钙钛矿量子点相混合的大部分光固化胶会直接导致红色钙钛矿量子点的分解。此外，为了适应工业化需求，要求量子点光固化胶的固化速率快，同时胶的粘度达到工业生产标准，这些均为本领域解决或克服的难点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法，该方法制备的量子点浓缩液节约了原料，简化了制备步骤，量子产率高、半峰宽窄；制备的量子点结构稳定，不易发生相变；由此量子点浓缩液配合专用固化胶，通过光固化涂布得到的红色钙钛矿量子点膜，稳定性相比于未掺杂的样品得到了极大提高，而且胶液中量子点分散均匀并且对量子点的荧光性能没有影响，胶液黏度和固化速率满足工业化需要。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008]步骤S1：以能以光聚合的第一活性稀释单体作为溶剂制备钙钛矿量子点反应液，具体步骤如下：
[0009]步骤S11：将第一活性稀释单体作为铯源溶剂，与碳酸铯和铯源脂肪酸混合，控制碳酸铯、铯源脂肪酸和铯源溶剂的质量比为4～8:15～30:60～80，抽真空加热到60～160℃持续1～2h，制得铯源；
[0010]步骤S12：将第一活性稀释单体作为铅源溶剂，与溴化铅、碘化铅、四水合溴化锰、
铅源脂肪酸和铅源脂肪胺混合，控制铅源溶剂、溴化铅、碘化铅、四水合溴化锰、铅源脂肪酸和铅源脂肪胺的质量比为261：0～26：59：1～21：13：22，抽真空加热到80～170℃持续2～3h，制得铅源；
[0011]步骤S13：将温度为60～160℃的铯源注入到温度为80～170℃的铅源中，控制铯源和铅源的质量比为15～25:35～40，搅拌3～15s后立即放入冷水中冷却，即得钙钛矿量子点反应液。
[0012]本步骤中，所述第一活性稀释单体为(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷羧甲醛丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二酯、丙烯酰吗啉中的一种或者几种的混合物。
[0013]本步骤中，所述铯源脂肪酸为辛酸、月桂酸、油酸、二十酸中的一种或多种。
[0014]本步骤中，所述铅源脂肪酸为辛酸、月桂酸、油酸、二十酸中的一种或几种。
[0015]本步骤中，所述铅源脂肪胺为辛胺、月桂胺、油胺、二十胺中的一种或几种。
[0016]本步骤中，所述铅源溶剂具有与铯源溶剂相同的选择范围。
[0017]步骤S2：将光固化预聚体、能以光聚合的第二活性稀释单体和光引发剂混合搅拌，控制光固化预聚体、活性稀释单体、光引发剂的重量比为40～59：59～40：0.1～3，制备光固化胶液。
[0018]本步骤中，所述光固化预聚体的官能度为2～6，常温下粘度范围为5000～500000CPS。
[0019]本步骤中，所述光固化预聚体为不饱和聚酯预聚体、环氧丙烯酸酯预聚体、聚氨酯丙烯酸酯预聚体、聚酯丙烯酸酯预聚体、聚醚丙烯酸酯预聚体、纯丙烯酸树脂预聚体、环氧树脂预聚体、有机硅低聚物中的一种或几种的混合物，及其与烷烃(包括直链和环状)的混合物。
[0020]本步骤中，所述第二活性稀释单体为能够以将光固化量子点胶液以紫外光、紫光或蓝光照射聚合的带有不饱和键的单体。
[0021]本步骤中，所述第二活性稀释单体为单官能度稀释单体、双官能度稀释单体、多官能度稀释单体中的一种或者几种的混合物。
[0022]本步骤中，所述单官能度稀释单体为(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷羧甲醛丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二酯、丙烯酰吗啉中的一种或者几种的混合物。
[0023]本步骤中，所述双官能度稀释单体为三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6
‑
己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1
‑
金刚烷丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。
[0024]本步骤中，所述多官能度稀释单体为(乙氧化)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三(2
‑
羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。
[0025]本步骤中，所述光引发剂为引发自由基型聚合的光引发剂。
[0026]本步骤中，所述光引发剂为1
‑
羟环己基苯酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、2
‑
羟基
‑2‑
甲
基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮、2,2
‑
二氧甲基
‑2‑
苯基苯乙酮、(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰氯)二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基)氧化膦、1
‑
羟环己基苯酮、二苯甲酮、2
‑
甲基二苯甲酮、4
‑
异丙基硫杂蒽酮中的一种或者几种的混合物。
[0027]步骤S3：将步骤S1得到的钙钛矿量子点反应液和步骤S2得到的光固化胶液混合搅拌，控制钙钛矿量子点反应液和光固化胶液的质量比为1:5～40，得到光固化量子点胶液；
[0028]步骤S4：将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤S1：以能以光聚合的第一活性稀释单体作为溶剂制备钙钛矿量子点反应液，具体步骤如下：步骤S11：将第一活性稀释单体作为铯源溶剂，与碳酸铯和铯源脂肪酸混合，控制碳酸铯、铯源脂肪酸和铯源溶剂的质量比为4～8:15～30:60～80，抽真空加热到60～160℃持续1～2h，制得铯源；步骤S12：将第一活性稀释单体作为铅源溶剂，与溴化铅、碘化铅、四水合溴化锰、铅源脂肪酸和铅源脂肪胺混合，控制铅源溶剂、溴化铅、碘化铅、四水合溴化锰、铅源脂肪酸和铅源脂肪胺的质量比为261：0～26：59：1～21：13：22，抽真空加热到80～170℃持续2～3h，制得铅源；步骤S13：将温度为60～160℃的铯源注入到温度为80～170℃的铅源中，控制铯源和铅源的质量比为15～25:35～40，搅拌3～15s后立即放入冷水中冷却，即得钙钛矿量子点反应液；步骤S2：将光固化预聚体、能以光聚合的第二活性稀释单体和光引发剂混合搅拌，控制光固化预聚体、活性稀释单体、光引发剂的重量比为40～59：59～40：0.1～3，制备光固化胶液；步骤S3：将步骤S1得到的钙钛矿量子点反应液和步骤S2得到的光固化胶液混合搅拌，控制钙钛矿量子点反应液和光固化胶液的质量比为1:5～40，得到光固化量子点胶液；步骤S4：将光固化量子点胶液涂覆在基材上，通过光照进行固化，得到钙钛矿量子点膜。2.根据权利要求1所述的性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法，其特征在于所述第一活性稀释单体为(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、环三羟甲基丙烷羧甲醛丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二酯、丙烯酰吗啉中的一种或者几种的混合物。3.根据权利要求1所述的性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法，其特征在于所述铯源脂肪酸为辛酸、月桂酸、油酸、二十酸中的一种或多种；所述铅源脂肪酸为辛酸、月桂酸、油酸、二十酸中的一种或几种；所述铅源脂肪胺为辛胺、月桂胺、油胺、二十胺中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法，其特征在于所述光固化预聚体的官能度为2～6，常温下粘度范围为5000～500000CPS；所述光固化预聚体为不饱和聚酯预聚体、环氧丙烯酸酯预聚体、聚氨酯丙烯酸酯预聚体、聚酯丙烯酸酯预聚体、聚醚丙烯酸酯预聚体、纯丙烯酸树脂预聚体、环氧树脂预聚体、有机硅低聚物中的一种或几种的混合物，及其与烷烃的混合物。5.根据权利要求1所述的性能稳定的锰掺杂红光钙钛矿量子点光学膜的制备方法，其特征在于所述第二活性稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠林，萨思佳，李秀婷，
申请(专利权)人：阳明量子科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：