一种无需气体保护的AIS-ZnS量子点的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种无需气体保护的AIS

【技术实现步骤摘要】
一种无需气体保护的AIS
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ZnS量子点的制备方法


[0001]本专利技术涉及Ag
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In
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S量子点领域，特别一种无需气体保护的AIS
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ZnS量子点的制备方法。

技术介绍

[0002]在过去的几十年中，半导体纳米晶体因其优秀的光物理特性，受到科学家们广泛的关注与研究。以CdSe、CsPbX3为代表的量子点，已经达到商用标准。但是重金属Cd和Pb的毒性，即使进行防泄漏处理，仍旧无法避免对环境造成污染，导致它们进一步的生产应用受到了严重的限制与阻碍。因此，开发不含有毒金属的环境友好型量子点成为人们迫切的需求。
[0003]不含有毒元素的三元量子点I
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III
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VI，引起了人们广泛的关注，尤其直接带隙半导体Ag
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In
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S(AIS)量子点。AIS量子点具有斯托克斯位移大、荧光寿命长、荧光量子效率(PLQY)高、生物相容性高以及在可见光与近红外区实现光谱调节等优点，在发光二极管、生物标记、光伏和光催化方面，拥有巨大的应用潜力。AIS为非化学计量化合物，可以通过调节反应物比例，改变物理、光学特性。目前已经报道的合成方法有很多，例如高温热注入法、水热法、热分解法、微波法等。在2007年，TsukasaTorimoto等首次报道了采用热分解法制备绿光到近红外光谱可调的AIS
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ZnS固溶体纳米颗粒(J.AM.CHEM.SOC.2007,129,12388<br/>‑
1238)。2019年，PiotrBujak利用辛胺替代油胺作为配体，制备的AIS
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ZnS量子点其PLQY为64％(Inorg.Chem.2019,58,1358
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1370)，2022年，LorenaDhamo通过调整前驱体配比与反应时长，制备出PLQY为65％的AIS
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ZnS量子点(ScientificReports|(2022)12:22000)。AIS
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ZnS量子点分为有机相与水相，其中有机相AIS
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ZnS量子点具有更好的颗粒分散性与光学性能。然而目前有机相合成的AIS
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ZnS量子点，通常需要很高的合成温度与惰性气体的保护，且需要数小时的反应时间，这不利于后续的批量生产应用。此外，量子点只有在粒子分散良好的情况下才能具有优良的性能，但是量子点颗粒比表面能高，处于热力学不稳定状态，极易团聚形成大颗粒而导致量子点失效。因此，稳定性对于量子点的应用至关重要。目前已知方法合成的AIS
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ZnS量子点存在极性溶剂洗涤后的分散性变差和凝聚的现象。因此，高稳定性的AIS
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ZnS量子点的设计合成依然面临重要挑战，简化AIS
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ZnS量子点的制备过程并提高其稳定性显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决目前制备有机相AIS
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ZnS量子点需要高温和惰性气体保护条件，而且制备时间长及稳定性不佳的技术问题，而提供一种无需气体保护的AIS
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ZnS量子点的制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0006]本专利技术提供一种无需气体保护的AIS
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ZnS量子点的制备方法，包括：
[0007]S1：将S粉溶解于油胺溶液，得到S源溶液；
[0008]S2：将乙酸锌和S粉混合均匀，溶解于油胺溶液，得到ZnS源溶液；
[0009]S3：将乙酸银、乙酸铟、1
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十八烯和油胺放于三颈瓶中，搅拌得到混合溶液；
[0010]S4：采用热注入法，将正十二硫醇注入步骤S3的混合溶液中反应，然后再注入步骤S1得到的S源溶液反应，最后滴加步骤S2得到ZnS源溶液反应，得到反应液；
[0011]S5：将步骤S4得到的反应液用冰水冷却，离心，得到无需气体保护的AIS
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ZnS量子点。
[0012]优选的是，所述的步骤S2中乙酸锌和S粉的摩尔比为1：1。
[0013]优选的是，所述的步骤S3中乙酸银、乙酸铟、1
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十八烯和油胺的摩尔比为1：5：750：36.4。
[0014]优选的是，所述的步骤S4乙酸银和正十二硫醇的摩尔比为1:80。
[0015]优选的是，所述的步骤S4中，将正十二硫醇注入步骤S3的混合溶液中反应的反应温度为60℃，反应时间为5
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10分钟。
[0016]优选的是，所述的步骤S4中，注入步骤S1得到的S源溶液反应的反应温度为60
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210℃，反应时间为10分钟。
[0017]优选的是，所述的步骤S4中，滴加ZnS源溶液的反应温度为60℃
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210℃，反应时间为5
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10分钟。
[0018]优选的是，所述的步骤S5具体为：将步骤S4得到的反应液用冰水冷却，然后用乙醇溶液混合，以7800
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8800转/秒的速度离心10分钟，沉淀物溶解于正己烷溶液，再用乙醇溶液混合，以7800
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8800转/秒的速度离心10分钟，最后沉淀溶解在正己烷溶液中保存。
[0019]本专利技术的有益效果
[0020]本专利技术提供一种无需气体保护的AIS
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ZnS量子点的制备方法，该方法不含有毒元素，不需要惰性气体保护而直接在普通大气环境中合成，反应温度大幅降低，反应时间短，可以在无需惰性气体保护和较低温度下(90℃)，短时间内(30分钟)实现高稳定性AIS
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ZnS量子点的制备。该方法合成过程简单、合成条件容易控制、合成工艺成本低等优点。此外，还可通过控制反应温度实现宽范围光谱调节，制备的AIS
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ZnS量子点PLQY高且稳定性极佳，有利于AIS
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ZnS量子点的大批量生产与应用。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的一种高效稳定AIS
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ZnS量子点的制备方法的流程图；
[0022]图2为本专利技术实施例1一种高效稳定AIS
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ZnS量子点在不同温度合成时对应的紫外灯下荧光照片图；
[0023]图3为本专利技术实施例1一种高效稳定AIS
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ZnS量子点在不同温度合成时对应的PLQY柱状图；
[0024]图4为本专利技术实施例1一种高效稳定AIS
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ZnS量子点的透射电镜(TEM)图；
[0025]图5为本专利技术实施例1一种高效稳定AIS
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ZnS量子点的粒径分布图；
[0026]图6为本专利技术实施例1中90℃时制备的的一种高效稳定AIS
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ZnS量子点的EDS能谱图；
[0027]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无需气体保护的AIS
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ZnS量子点的制备方法，其特征在于，包括：S1：将S粉溶解于油胺溶液，得到S源溶液；S2：将乙酸锌和S粉混合均匀，溶解于油胺溶液，得到ZnS源溶液；S3：将乙酸银、乙酸铟、1
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十八烯和油胺放于三颈瓶中，搅拌得到混合溶液；S4：采用热注入法，将正十二硫醇注入步骤S3的混合溶液中反应，然后再注入步骤S1得到的S源溶液反应，最后滴加步骤S2得到ZnS源溶液反应，得到反应液；S5：将步骤S4得到的反应液用冰水冷却，离心，得到无需气体保护的AIS
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ZnS量子点。2.根据权利要求1所述的一种无需气体保护的AIS
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ZnS量子点的制备方法，其特征在于，所述的步骤S2中乙酸锌和S粉的摩尔比为1：1。3.根据权利要求1所述的一种无需气体保护的AIS
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ZnS量子点的制备方法，其特征在于，所述的步骤S3中乙酸银、乙酸铟、1
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十八烯和油胺的摩尔比为1：5：750：36.4。4.根据权利要求1所述的一种无需气体保护的AIS
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ZnS量子点的制备方法，其特征在于，所述的步骤S4乙酸银和正十二硫醇的摩尔比为1:80。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星元，孙一芳，吕营，郭晓阳，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：