[發明專利]一種高熒光量子產率雜化鈣鈦礦量子點材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410612348.6
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104388089A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 鐘海政;張峰;吳顯剛;黃海龍;牛玉瑋
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C09K11/87
• 分類號: C09K11/87;C09K11/66;C09K11/61;C09K11/75;C09K11/02;H01L33/50
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

1.一種高熒光量子產率雜化鈣鈦礦量子點材料，其特征在于該量子點材料由內核和表面配體組成，表面配體呈發散狀包裹在內核表面；所述的內核的分子式為R₁NH₃AB₃或(R₂NH₃)₂AB₄，其中，A和B構成配位八面體結構，R₁NH₃或R₂NH₃填充在A和B構成的配位八面體間隙中，R₁為甲基，R₂為長鏈有機分子基團，A為金屬Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Cu或Mn中的任何一種，B為Cl、Br、I中的任何一種；所述的表面配體為有機酸或長鏈有機胺。

2.如權利要求1所述的雜化鈣鈦礦量子點材料，其特征在于所述的有機酸是通式為C_nH_2n+1COOH、n≥2的飽和烷基酸，或通式為C_nH_2n-1COOH、n≥2的不飽和烷基酸。

3.如權利要求1所述的雜化鈣鈦礦量子點材料，其特征在于所述的長鏈有機胺的分子式為RNH₂，其中，R為飽和直鏈烷基基團或飽和支鏈烷基基團，或為不飽和直鏈烷基基團或不飽和支鏈烷基基團。

4.一種如權利要求1所述的高熒光量子產率雜化鈣鈦礦量子點材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

(1)將有機胺溶解于無水乙醇中，配制成體積百分比為40％的溶液，攪拌10分鐘至均勻，在冰水浴環境下，邊攪拌邊向上述溶液中加入氫鹵酸，加入的摩爾比為：有機胺:氫鹵酸＝1:(1～3)，在冰水浴環境下持續攪拌2小時，得到澄清溶液，用旋轉蒸發儀在50℃、-0.1MPa壓力下蒸發，除去溶劑，得到有機胺鹵鹽的結晶粉末，用乙醚沖洗有機胺鹵鹽的結晶粉末三次，過濾，于真空干燥箱中50℃、-0.1MPa壓力下干燥4小時，得到有機銨鹵鹽粉末，所述的有機胺是通式為C_nH_2n+1NH₂、n≥1的飽和烷基胺、通式為C_nH_2n-1NH₂、n≥2的不飽和烷基胺或芳香胺；

(2)將無機鹵化物鹽與上述有機銨鹵鹽粉末按摩爾比1:(0.1～3)混合，加入如權利要求3所述的長鏈有機胺，長鏈有機胺與無機鹵化物鹽的摩爾比為1:(0.1～3)，再加入如權利要求2所述的有機酸，有機酸與無機鹵化物鹽的摩爾比為1:(0～20))，再加入第一溶劑，第一溶劑與無機鹵化物鹽的摩爾比為1:(20～1000))，混合后進行超聲處理，超聲處理5分鐘后，得到透明混合液，用直徑為0.2μm的聚四氟乙烯濾頭對經過超聲處理的透明混合液進行過濾，取過濾得到的濾液作為前驅體溶液；該步驟中所述的無機鹵化物鹽為金屬Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Cu、Mn的鹵化物鹽中的任何一種；其中所述的第一溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、四氫呋喃、乙腈或丙酮中的任何一種；

(3)將第二溶劑置于磁力攪拌器上快速攪拌，邊攪拌邊用微量進樣器將上述前驅體溶液逐滴滴入到第二溶劑中，滴入速度為10μL～1mL/min，加入的體積比為：前驅體溶液:第二溶劑＝1:(0.0001～10)，持續攪拌2小時，得到有機-無機雜化鈣鈦礦材料懸濁溶液；其中上述的第二溶劑為甲苯、氯仿、正己烷、環己烷、乙酸乙酯或乙醚中的任何一種；

(4)將上述步驟(3)的有機-無機雜化鈣鈦礦材料懸濁溶液進行離心分離，離心機轉速為7500rpm，時間為4分鐘，離心后，下層沉淀為雜化鈣鈦礦納米片層或納米棒，上清液為雜化鈣鈦礦量子點溶液；

(5)將步驟(4)的雜化鈣鈦礦量子點溶液進行蒸餾，除去有機溶劑，將留下的固體在真空干燥箱-0.1Mpa、70℃下干燥8小時，得到雜化鈣鈦礦量子點材料。