[發(fā)明專利]一種微通道反應器連續(xù)制備量子點的方法

有效

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• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN105670633B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 徐建鴻;田震昊;王玉軍;駱廣生
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;B82Y20/00;B82Y40/00;C01B19/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本發(fā)明公開了屬于化工領域的一種微通道反應器連續(xù)制備量子點的方法。所述的量子點為硒化鎘單核量子點或硒化鎘/硫化鋅核殼型量子點。將制備的鎘前驅溶液與硒前驅溶液加熱到反應溫度后混合，進行反應，得到小粒徑的硒化鎘量子點溶液；繼續(xù)加入鎘前驅溶液，使小粒徑的硒化鎘量子點生長，得到大粒徑的硒化鎘量子點溶液；或將小粒徑的硒化鎘量子點溶液與制備的硫化鋅前驅溶液在室溫下混合后，再加熱到反應溫度進行反應，獲得硒化鎘/硫化鋅核殼型量子點溶液；將上述量子點溶液再進行后處理最終得到硒化鎘單核量子點或硒化鎘/硫化鋅核殼型量子點。所述制備方法操作簡單、調控精確，并且可以連續(xù)生產(chǎn)，有利于量子點的工業(yè)化生產(chǎn)。

技術領域

本發(fā)明屬于化工領域，具體涉及一種微通道反應器連續(xù)制備量子點的方法。

背景技術

相比于傳統(tǒng)的有機熒光材料，量子點容易被激發(fā)，發(fā)出單色熒光，并且不易被光漂白。因此，量子點在太陽能電池、發(fā)光二極管、醫(yī)療等很多領域具有廣泛的潛在應用價值。其中，CdSe、CdS、CdTe等II-VI族量子點由于其發(fā)射的熒光波長可以覆蓋整個可見光譜，而備受關注。

傳統(tǒng)合成CdSe量子點是利用有機熱溶劑一鍋法，由于一鍋法過程具有溫度不均一、無法連續(xù)生產(chǎn)、裝置放大困難等因素，導致量子點生產(chǎn)成本較高且單分散性不好。而微通道合成法由于傳熱傳質性能卓越、可控性強，為連續(xù)生產(chǎn)高品質CdSe量子點提供了便利。現(xiàn)有方法中，無論是一鍋法還是微通道合成方法，合成CdSe量子點往往是在同一條件下完成晶體的成核與生長過程，這就導致CdSe量子點的單分散性不高，熒光光譜半峰寬在40nm以上。所以，制備CdSe量子點的方法有待改進。

另外由于CdSe、CdS、CdTe量子點具有一定的生物毒性，且表面容易被氧化導致光淬滅，所以往往需要通過包裹殼層制備核殼型量子點，現(xiàn)有方法制備核殼型量子點也往往是利用一鍋法制備，但是這種方法無法實現(xiàn)核殼型量子點的連續(xù)化生產(chǎn)。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術的不足，其目的在于提供一種微通道反應器連續(xù)制備量子點的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案如下：

一種微通道反應器連續(xù)制備量子點的方法，所述的量子點為硒化鎘單核量子點或硒化鎘/硫化鋅核殼型量子點。

所述的一種微通道反應器連續(xù)制備量子點的方法，其中硒化鎘單核量子點的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備鎘前驅溶液：將氧化鎘與油胺混合后，再與油酸混合，得到的混合液溶于1-十八烯，加熱，獲得鎘前驅溶液；所述氧化鎘與油胺的物質的量比為1：(50-70)；利用該方法得到的鎘前驅溶液中油胺與氧化鎘充分結合，并對氧化鎘的表面進行鈍化，當所得到的鎘前驅溶液呈棕黃色透明液體，說明鎘已經(jīng)由氧化鎘固體形態(tài)與油酸、油胺等產(chǎn)生配位作用，轉變?yōu)殡x子態(tài)；

油胺上的胺基負離子，可以給缺電子的Cd供給電子，產(chǎn)生弱配位作用，使得鎘前驅溶液在低溫下不與硒前驅溶液發(fā)生反應；

(2)制備硒前驅溶液：將硒粉與三辛基膦混合后，溶于1-十八烯，加熱，獲得硒前驅溶液；利用該方法得到的硒前驅溶液，當所得到的硒前驅溶液呈無色透明液體，說明硒已經(jīng)由硒粉固體形態(tài)與三辛基膦產(chǎn)生配位作用，轉變?yōu)殡x子態(tài)；

(3)將鎘前驅溶液與硒前驅溶液以恒定速率分別泵入到相應的微管道中，在210-280℃下加熱5-10s，加熱后的鎘前驅溶液和加熱后的硒前驅溶液流入到微混合器中進行混合，保持溫度不變，反應10-30s，得到粒徑為3-5nm的硒化鎘量子點溶液；

(4)以粒徑為3-5nm的硒化鎘量子點為晶核，繼續(xù)加入鎘前驅溶液，在200-230℃下，使粒徑為3-5nm的硒化鎘量子點生長，獲得粒徑為6-7nm的硒化鎘量子點溶液。

所述的一種微通道反應器連續(xù)制備量子點的方法，其中，硒化鎘/硫化鋅核殼型量子點的制備方法，包括以下步驟：