[發明專利]一種鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201210170046.9
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102690658A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 潘志婷;張志坤;李陽
• 申請（專利權）人: 廣東普加福光電科技有限公司
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;H01L33/56
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張海文

技術領域

本發明涉及一種多孔二氧化硅復合材料，尤其涉及一種鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料，還涉及該種鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料的制備方法和應用。

背景技術

量子點是由第II-VI或第III-V族元素組成的半導體納米微晶，量子點粒徑較小，一般只有幾個納米，具有窄而對稱的熒光發射峰，且無拖尾，多色量子點同時使用時不容易出現光譜交疊，是目前最熱門的研究材料之一。但是目前，在量子點的使用過程中常遇到以下幾個問題：第一是分散困難，易團聚。由于半導體量子點為一種粒徑較小的納米顆粒，比表面積較大，表面能高，所以存儲和應用過程中易發生團聚，解聚困難，特別加到粘度較大的體系中，量子點不容易分散均勻，造成顆粒之間團聚，而量子點團聚會影響產品的透明性、透光性以及發光效果。第二是使用操作不方便。目前量子點主要儲存在有機溶劑中，因此應用于LED封裝中操作比較復雜，要除去溶劑，就會增加生產成本和難度。第三是量子點抗氧化能力差。量子點在使用過程中與空氣接觸，容易被空氣中的氧氣和水汽氧化造成熒光強度下降。

針對這些使用過程中存在的問題，除了研發新型的量子點，對量子點進行表面修飾是目前研究的一個重點，特別是在量子點表面包覆磷脂、二氧化硅等材料。現有技術中包覆二氧化硅的方法主要有：在水相中直接在量子點表面合成二氧化硅；在量子點微乳中合成二氧化硅納米球。但是采用這些方法存在問題，第一是二氧化硅包覆的量子點數目較少，第二得到的量子點球尺寸難以控制，量子點的分布很不均勻，第三是通過多不反應，難以量子點效率達到最佳。

針對上述問題，有必要制備出一種性能更為優越的二氧化硅量子點材料，其制備方法簡單，并且反應易于控制，且應用廣泛。

發明內容

本發明的目的是提供一種鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料，該材料制備方法簡單、性能優越且能方便的應用于光轉換膜、LED發光半導體封裝和隱形印刷等領域。

本發明的另一個目的是提供制備上述鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料的方法。

本發明的另一個目的是提供上述鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料的應用。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種鑲嵌量子點的二氧化硅復合材料，其由多孔二氧化硅、鑲嵌在多孔二氧化硅表面的半導體量子點以及表面活性劑組成，其中所述多孔二氧化硅所占的重量份為60-100，半導體量子點所占的重量份為0.01-20，表面活性劑所占的重量份為1-15。

其中優選地，所述多孔二氧化硅所占的重量份為85-94，半導體量子點所占的重量份為2-6，表面活性劑所占的重量份為4-9。

所述多孔二氧化硅是粒徑20～200nm的多孔顆粒。

所述半導體量子點為元素周期表第II-VI和第III-V族半導體量子點中的一種或多種，如，CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、ZnS、GaP、GaN、GaAs、InP、InN、InAs、InSb、PbS、PbSe等；優選地，所述量子點具有核殼結構，如以CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、ZnS、GaP、GaN、GaAs、InP、InN、InAs、InSb、PbS、PbSe等為核，以CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、CdO、ZnO等為殼的核殼結構；并且優選地所述半導體量子點為粒徑小于10nm的納米半導體量子點。

所述表面活性劑為有機硅烷偶聯劑或丙烯酸酯類表面活性劑，其中優選地，有機硅烷偶聯劑選自KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、KH-602、Z-6030和Z-6040中的一種或幾種；丙烯酸酯類表面活性劑選自甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸二丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸環己酯和甲基丙烯酸己酯中的一種或幾種。

制備所述鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料的方法包括以下步驟：

1）將提純后的半導體量子點加入有機溶劑中配成量子點溶液。

2）向上述配置好的半導體量子點溶液中添加多孔二氧化硅，攪拌均勻，然后加入表面活性劑并攪拌均勻；

3）將步驟2）得到的混合物經超聲震蕩10min-24h，離心分離，得到膠體狀物質，用有機溶劑反復清洗膠體狀物質，再離心分離；

4）將步驟3）得到的物質干燥然后粉碎，得到鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料。