【技术实现步骤摘要】
本申请涉及纳米半导体材料领域，具体地涉及一种复合纳米粒子、制备方法及其应用。
技术介绍
1、量子点是一种三维尺寸都在1nm～20nm范围内的无机半导体发光纳米晶，由于其颗粒粒径小于或接近激子玻尔半径，量子点具有激发波长范围宽，粒径可控、半峰宽窄、斯托克斯位移大，光稳定性强等优点，因而被广泛的应用于显示、生物标记、太阳能电池等领域。
2、在量子点材料的应用方面面临两大难点，首先是量子点材料对水、氧、热的低耐受性。在量子点材料结构中，配体在表面维护量子点的结构稳定，同时保持量子点高光效发光，但是受光、热、水等不良因素影响，量子点表面的配体可能会出现脱落或由于发生化学反应而失效的现象。量子点的不稳定性会造成其荧光发射强度降低，峰位移动与半峰宽变宽。这些多种因素会大大影响量子点在器件中的应用。
3、其次，量子点的团聚也是影响量子点发光的重要原因。由于量子点发光的原理是量子限域效应，仅在量子点体积较小的时候，才能够保持稳定的发光特性，当量子点团聚的时候，会改变量子点的尺寸，使得量子点猝灭失效。
4、现有技术中对量子点进行外延包覆形成量子点核/包覆物的核壳结构来提升其稳定性，常用的壳层有硅铝氧化物、聚丙烯酸酯和聚乙二醇等。经硅铝氧化物包覆的量子点具有一定的隔绝水氧能力，以提升量子点的化学稳定性。但硅铝氧化物层表面存在大量的羟基，而羟基具有较好的吸水能力，使得水分子慢慢在硅铝氧化物表面富集，长此以往将影响量子点的发光效率。目前常见的改善方法是利用甲基硅烷、苯基硅烷、氮硅烷等对硅铝氧化物表面进行钝化修饰，但这
技术实现思路
1、本申请的目的在于提升量子点的稳定性，保持其优良的发光性质。
2、为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：提供一种复合纳米粒子，包括一个量子点核，以及包覆在所述量子点核外的第一阻隔层，还包括包覆在所述第一阻隔层外的第二阻隔层，所述第一阻隔层为氧化物，所述第二阻隔层为含氟聚合物。
3、作为一种优选，所述氧化物为sixalyo2x+3/2y、znxmgyox+y、tio2、zro2、al2o3、zno、sno2中的一种或多种的混合。
4、作为另一种优选，所述第一阻隔层的密度为1.2g/cm3～2.5g/cm3。
5、作为另一种优选，所述第二阻隔层的制备原料包括含氟单体，所述含氟单体中含有碳碳双键。
6、作为另一种优选，所述含氟单体选自以下的一种或多种混合：
7、
8、
9、作为另一种优选，所述含氟单体为含氟聚丙烯酸酯单体。
10、作为另一种优选，所述第二阻隔层的制备原料还包括苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、醋酸乙烯酯、下式(ⅰ)所示的丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体，
11、其中r4为h或ch3，r5为c1～c12的脂肪直链或支链烷基。
12、本申请提供一种复合纳米粒子的制备方法，包括以下制备步骤：s100，提供含有量子点核的第一溶液；s200，在所述第一溶液中进行氧化物的合成反应，以使得所述氧化物包覆在所述量子点核外，提纯后得到第一组合物；s300，在含有所述第一组合物的第二溶液中进行聚合反应，参与聚合反应的单体包括含氟单体，以使得聚合反应后含氟聚合物包覆在所述第一组合物外，提纯后得到所述复合纳米粒子。
13、作为另一种优选，s200步骤采用溶胶-凝胶法在所述量子点核表面合成所述氧化物。
14、作为另一种优选，s200步骤中所述溶胶-凝胶法具体为：将酯类化合物或金属醇盐溶于有机溶剂中，加入酸或碱作为催化剂，再向溶液中加入第二配体，反应形成凝胶，过滤、洗涤、干燥后得到所述第一组合物。
15、作为另一种优选，所述第二配体选自以下一种或多种的混合：
16、
17、
18、作为另一种优选，s100步骤中，将量子点核以及第一配体于溶剂中混合，得到所述第一溶液，所述量子点核的用量为溶剂质量的2％～30％，所述第一配体的用量为所述量子点核质量的2％～80％。
19、作为另一种优选，所述第一配体选自以下一种或多种的混合：
20、
21、
22、作为另一种优选，所述s300步骤具体为：制备含乳化剂的水溶液，将所述第一组合物、不含氟单体和含氟单体与溶剂中混合得到油相混合液，加入引发剂使得所述含乳化剂的水溶液与所述油相混合液进行乳液聚合，形成所述含氟聚合物。
23、作为另一种优选，将所述含乳化剂的水溶液与所述油相混合液混合得到所述第二溶液，向所述第二溶液中加入水溶性引发剂进行乳液聚合，所述水溶性引发剂的用量为所述第二溶液总质量的0.05％～5％。
24、进一步优选，所述不含氟单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯中一种或多种；所述含氟单体为含氟聚丙烯酸单体。
25、本申请提供一种组合物，包括上述任一种复合纳米粒子，或是上述任一种制备方法制得的复合纳米粒子。
26、本申请还提供一种光转化器件，包括上述任一种复合纳米粒子，或是上述任一种制备方法制得的复合纳米粒子。
27、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：
28、(1)本申请的复合纳米粒子在外层设计含氟聚合物作为第二阻隔层，有效起到阻水、阻氧、隔热的效果，提升量子点的稳定性，有效延长量子点的寿命从而延长器件寿命；
29、(2)本申请的复合纳米粒子通过第一阻隔层和第二阻隔层的结构设计，将单个量子点分隔，避免量子点团聚而影响其发光性质；
30、(3)本申请通过在量子点核外逐层包覆第一阻隔层和第二阻隔层，对量子点核进行双层协同包覆，有利于进一步提升其水汽阻隔性能，以及防止单层阻隔层失效。
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1.一种复合纳米粒子，其特征在于，包括一个量子点核，以及包覆在所述量子点核外的第一阻隔层，还包括包覆在所述第一阻隔层外的第二阻隔层，所述第一阻隔层为氧化物，所述第二阻隔层为含氟聚合物。
2.如权利要求1所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述氧化物选自SixAlyO2x+3/2y、ZnxMgyOx+y、TiO2、ZrO2、Al2O3、ZnO、SnO2中的一种或多种的混合。
3.如权利要求1所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述第一阻隔层的密度为1.2g/cm3～2.5g/cm3。
4.如权利要求1所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述第二阻隔层的制备原料包括含氟单体，所述含氟单体中含有碳碳双键。
5.如权利要求4所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述含氟单体选自以下的一种或多种混合：
6.如权利要求5所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述含氟单体为含氟聚丙烯酸酯单体。
7.如权利要求4所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述第二阻隔层的制备原料还包括苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、醋酸乙烯酯、下式(Ⅰ)所示的丙烯酸酯类单体或甲基
8.一种复合纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，S200步骤采用溶胶-凝胶法在所述量子点核表面合成所述氧化物。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，S200步骤中所述溶胶-凝胶法具体为：将酯类化合物或金属醇盐溶于有机溶剂中，加入酸或碱作为催化剂，再向溶液中加入第二配体，反应形成凝胶，过滤、洗涤、干燥后得到所述第一组合物。
11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第二配体选自以下一种或多种的混合：
12.如权利要求8～11任一所述的制备方法，其特征在于，S100步骤中，将所述量子点核以及第一配体于溶剂中混合，得到所述第一溶液，所述量子点核的用量为所述溶剂质量的2％～30％，所述第一配体的用量为所述量子点核质量的2％～80％。
13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述第一配体选自以下一种或多种的混合：
14.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述S300步骤具体为：制备含乳化剂的水溶液，将所述第一组合物、不含氟单体和含氟单体于溶剂中混合得到油相混合液，加入引发剂使得所述含乳化剂的水溶液与所述油相混合液进行乳液聚合，形成所述含氟聚合物。
15.如权利要求14所述的制备方法，其特征在于，将所述含乳化剂的水溶液与所述油相混合液混合得到所述第二溶液，向所述第二溶液中加入水溶性引发剂进行乳液聚合，所述水溶性引发剂的用量为所述第二溶液总质量的0.05％～5％，优选地，所述不含氟单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯中一种或多种；所述含氟单体为含氟聚丙烯酸单体。
16.一种组合物，包括权利要求1～7任一所述的复合纳米粒子，或者包括由权利要求8～15任一所述制备方法制得的复合纳米粒子。
17.一种光转化器件，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的复合纳米粒子，或者包括由权利要求8～15任一所述制备方法制得的复合纳米粒子。
...【技术特征摘要】
1.一种复合纳米粒子，其特征在于，包括一个量子点核，以及包覆在所述量子点核外的第一阻隔层，还包括包覆在所述第一阻隔层外的第二阻隔层，所述第一阻隔层为氧化物，所述第二阻隔层为含氟聚合物。
2.如权利要求1所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述氧化物选自sixalyo2x+3/2y、znxmgyox+y、tio2、zro2、al2o3、zno、sno2中的一种或多种的混合。
3.如权利要求1所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述第一阻隔层的密度为1.2g/cm3～2.5g/cm3。
4.如权利要求1所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述第二阻隔层的制备原料包括含氟单体，所述含氟单体中含有碳碳双键。
5.如权利要求4所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述含氟单体选自以下的一种或多种混合：
6.如权利要求5所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述含氟单体为含氟聚丙烯酸酯单体。
7.如权利要求4所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述第二阻隔层的制备原料还包括苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、醋酸乙烯酯、下式(ⅰ)所示的丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体，
8.一种复合纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，s200步骤采用溶胶-凝胶法在所述量子点核表面合成所述氧化物。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，s200步骤中所述溶胶-凝胶法具体为：将酯类化合物或金属醇盐溶于有机溶剂中，加入酸或碱作为催化剂，再向溶液中加入第二配体...
【专利技术属性】
技术研发人员：余建星，苏昱恺，赵婧馨，白俊，
申请(专利权)人：纳晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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