[發明專利]一種用油胺合成硫化鋅量子點的方法

無效

• 申請號: 201010590005.6
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102030360A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 闕文修;申鳳宇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C01G9/08
• 分類號: C01G9/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一類II-VI族化合物半導體量子點的合成方法，具體涉及一種用油胺合成硫化鋅量子點的方法。

背景技術

ZnS是一種寬禁帶II-VI族半導體材料，它具有紅外透視、熒光、磷光等特性，閃鋅礦和纖鋅礦結構硫化鋅的禁帶寬度分別為3.68eV和3.91eV。ZnS是迄今為止電致發光材料的最佳基質之一，應用于許多領域，如：等離子及電致發光、平板顯示(如場發射顯示)、陰極射線管(用于雷達、電視及示波器)材料。此外，它還應用于傳感器，X射線熒光檢測，也可用于制作光電(太陽能)敏感元件、納米材料激光制作及用于制造特殊波長控制的光電識別標志等。

量子點是指尺寸小于相應材料的玻爾激子半徑的半導體納米晶體。量子點由于具有尺寸和形態相關的物理及化學性質，是一類具有廣泛應用前景的新型功能材料。與傳統的有機熒光染料相比，量子點具有光譜性能優良和熒光發射波長可由量子點粒徑調節等優點。ZnS量子點相對于體塊材料具有更寬的禁帶寬度，而且其大小還可以通過控制顆粒的大小來調節。

目前制備ZnS量子點的方法較多，有固相法、液相法和氣相法，其中液相法的制備形式多樣、操作簡單、粒度可控，因而備受重視，但其缺點是易發生團聚現象。目前已知的這些方法要么要使用一些有毒的前驅液，要么反應條件苛刻，或者難以制備尺寸小的均勻量子點。因此，低溫無毒制備顆粒均勻的ZnS量子點具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠得到納米尺寸的ZnS量子點材料，還可以進一步實現ZnS量子點粒徑大小的有效調節，從而控制其禁帶寬度和光致發光的發射譜的用油胺合成硫化鋅量子點的方法。

為達到上述目的，本發明采用的合成方法如下：

1)首先，將0.5～4毫摩爾的二水硝酸鋅和5～15毫升的油胺混合，然后將該混合溶液加熱到60～120℃保溫30～120分鐘，并通入氬氣，同時劇烈攪拌得混合溶液A；

2)其次，向混合溶液A中加入0.5～4毫摩爾的硫粉并加熱到60～240℃，整個過程通入氬氣，同時劇烈攪拌，反應10～120分鐘得溶液B；

3)然后，向溶液B中加入10～20毫升乙醇并以4000～8000rpm的速度離心3～10分鐘，去掉上清液得到沉淀；

4)向沉淀物中加入5～10毫升氯仿、四氯乙烯或正己烷和10～20毫升乙醇并超聲使沉淀全部溶解，溶液混合均勻，以4000～8000rpm的速度離心3～10分鐘，去除上清液得到沉淀，再向該沉淀中加入5～10毫升氯仿或四氯乙烯或正己烷和10～20毫升乙醇并超聲使沉淀全部溶解，溶液混合均勻，以4000～8000rpm的速度離心3～10分鐘，去除上清液得到沉淀重復3次；

5)最后，向步驟4)的沉淀中加入5～10毫升氯仿或四氯乙烯或正己烷，超聲使沉淀全部溶解，以8000～12000rpm的速度離心10～20分鐘，得到懸浮液，去掉沉淀，該懸浮液即為所需的ZnS量子點。

本發明的二水硝酸鋅與硫粉的物質的量之比為1∶1。

本發明在較低溫度下加熱攪拌除去反應溶液中的氧氣和水分并使反應物均勻充分的溶解在溶劑中；然后加熱到高溫，避免從低溫到高溫這一升溫過程太慢而導致副產物的生成及升溫速率不同而導致產物的差異。清洗過程用到乙醇和氯仿或四氯乙烯或正己烷，乙醇作為沉淀劑，氯仿或四氯乙烯或正己烷作為分散劑。這種合成方法不僅適應于ZnS量子點的合成，同樣也適應于ZnSe量子點的合成。

附圖說明

圖1是合成的ZnS量子點的XRD圖，其中橫坐標為角度，縱坐標為相對強度；

圖2是合成的ZnS量子點的TEM圖；

圖3是合成的ZnS量子點的UV吸收光譜圖，其中橫坐標為波長，縱坐標為吸收；

圖4是合成的ZnS量子點的PL譜，其中橫坐標為波長，縱坐標為標準化光致發光強度。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

實施例1：

1)首先，將0.5毫摩爾的二水硝酸鋅和5毫升的油胺混合，然后將該混合溶液加熱到60℃保溫100分鐘，并通入氬氣，同時劇烈攪拌得混合溶液A；

2)其次，向混合溶液A中加入0.5毫摩爾的硫粉并加熱到60℃，整個過程通入氬氣，同時劇烈攪拌，反應120分鐘得溶液B；

3)然后，向溶液B中加入10毫升乙醇并以4000rpm的速度離心10分鐘，去掉上清液得到沉淀；