[發(fā)明專利]非鎘基水溶性核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的制備方法及該量子點(diǎn)在銀納米線發(fā)光透明導(dǎo)電薄膜中的應(yīng)用

在審

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• 申請(qǐng)日: 2014-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN104592990A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘道成;康曉嬌;陶影;黃利堅(jiān);王蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C09K11/62
• 分類號(hào): C09K11/62;C09K11/88;C09K11/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 南小平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非鎘基水溶性核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的制備方法及該量子點(diǎn)在銀納米線發(fā)光透明導(dǎo)電薄膜中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)，又稱為半導(dǎo)體納米晶，是指半徑小于或接近激子波爾半徑的半導(dǎo)體晶體，是半導(dǎo)體材料介于分子和體相材料之間的過渡態(tài)，由于電子和空穴被量子限域，連續(xù)的能帶結(jié)構(gòu)變成具有分子特性的分離能級(jí)結(jié)構(gòu)，受激后可以發(fā)射熒光?；诹孔有?yīng)，量子點(diǎn)在太陽能電池、光學(xué)器件、光學(xué)生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但目前量子點(diǎn)的合成仍存在一些問題。一是二元半導(dǎo)體納米晶包括II-VI族和III-V族量子點(diǎn)(CdS、CdSe、CdP、HgTe、InP和InAs等)含有高毒性的A類(Hg、Cd、Pb)和B類(As、P)元素；二是一些合成方法(熱注射法和水熱法等)使用價(jià)格昂貴、易燃易爆或者高毒性的試劑，或操作過程需在苛刻的無氧無水條件下進(jìn)行，這在很大程度上增加了工業(yè)生產(chǎn)的成本和技術(shù)困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有量子點(diǎn)的合成方法需要使用價(jià)格昂貴、易燃易爆或者高毒性的試劑、操作過程需在苛刻的無氧無水條件下進(jìn)行等問題，提供一種非鎘基水溶性核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的制備方法及該量子點(diǎn)在銀納米線發(fā)光透明導(dǎo)電薄膜中的應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種非鎘基水溶性核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將陽離子前體、動(dòng)植物膠、水溶性硫醇和水混合，再加入陰離子前體，將所得混合液放置反應(yīng)容器中，在溫度為40℃-200℃下反應(yīng)10分鐘-5小時(shí)，得到量子點(diǎn)核溶液；

步驟二：在步驟一得到的量子點(diǎn)核溶液中加入鋅源和硫源，在溫度為40℃-180℃下反應(yīng)10分鐘-2小時(shí)，得到非鎘基水溶性核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)；

所述的陽離子前體為銦陽離子前體，和銅陽離子前體、銀陽離子前體、鋅陽離子前體、錳陽離子前體這四種陽離子前體中的一種或多種；

所述陰離子前體為硫陰離子前體、硒陰離子前體和碲陰離子前體中的一種或多種。

在上述技術(shù)方案中，所述銅陽離子前體為硝酸銅、氯化銅、氧化銅、氧化亞銅、硫酸銅和醋酸銅中的一種或多種；

所述銀陽離子前體為硝酸銀和醋酸銀中的一種或兩種；

所述鋅陽離子前體為氧化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅和醋酸鋅中的一種或多種；

所述錳陽離子前體為硫酸錳、硝酸錳、二氯化錳和氧化亞錳中的一種或多種；

所述銦陽離子前體為氧化銦、硫酸銦、氯化銦、氫氧化銦、硝酸銦和醋酸銦中的一種或多種。

在上述技術(shù)方案中，所述硫陰離子前體為單質(zhì)硫、硫脲、硫代乙酰胺、硫化鈉、硫氫化鈉、硫氫化銨和硫化銨中的一種或多種；

所述硒陰離子前體為單質(zhì)硒、硒化鈉和硒氫化鈉中的一種或多種；

所述碲陰離子前體為碲氫化鈉和亞碲酸鈉中的一種或兩種。

在上述技術(shù)方案中，所述動(dòng)植物膠為明膠、黃原膠和瓜爾豆膠中一種或多種。

在上述技術(shù)方案中，所述水溶性硫醇為硫代乙醇酸、硫代乙醇酸銨、巰基丙酸、巰基丁二酸和β-巰基乙胺中的一種或多種。

在上述技術(shù)方案中，所述反應(yīng)容器為電壓力鍋、湯鍋、燒杯或反應(yīng)釜。

在上述技術(shù)方案中，所述鋅源為氧化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅和醋酸鋅中的一種或多種。

在上述技術(shù)方案中，所述硫源為硫脲、硫代乙酰胺、硫化鈉、硫粉和硫化銨中的一種或多種。

用非鎘基水溶性核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)制備銀納米線/量子點(diǎn)發(fā)光透明導(dǎo)電薄膜的方法，包括以下步驟：

把合成的非鎘基水溶性核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)與銀納米線的水分散液混合均勻，通過溶液方法制備銀納米線/量子點(diǎn)發(fā)光透明導(dǎo)電薄膜；所述銀納米線/量子點(diǎn)發(fā)光透明導(dǎo)電薄膜中的量子點(diǎn)與銀納米線的重量比為1:0.1-1000。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的一種非鎘基水溶性核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的制備方法及該量子點(diǎn)在銀納米線發(fā)光透明導(dǎo)電薄膜中的應(yīng)用，該制備方法通過調(diào)控反應(yīng)參數(shù)獲得發(fā)光顏色可調(diào)的量子點(diǎn)。在制備殼層的實(shí)驗(yàn)中，原位生長硫化鋅殼層得到核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)。制得的量子點(diǎn)用于制備復(fù)合薄膜，其在紫外光的照射下發(fā)射熒光，方阻為15歐每方塊，可見光區(qū)透過率為85％。本發(fā)明提供的制備方法采用最便宜、最綠色的水為溶劑，動(dòng)植物膠為配體，成本低廉，易于大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。