[發明專利]一種碲化鎘量子點與水滑石Langmiur-Blodgett復合發光薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201610225840.7
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105694893A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 陸軍;田澤耘
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/02
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 張洪年

技術領域

本發明屬于復合發光材料制備技術領域，特別是提供了一種碲化鎘量子點與水滑石 Langmiur-Blodgett復合發光薄膜及其制備方法。

背景技術

量子點(quantumdots，QDs)作為一種新穎的半導體納米材料，具有許多獨特的納米性質， 具有寬的吸收譜，較窄的尺寸可調的發射譜，可以用單一波長激發許多不同顏色的QDs，具 備更好的耐光性，光學穩定性，可以經過多次循環的激發而始終保持較強的熒光的發光從紫 外到紅外。CdTeQDs范圍在2.5-4.0nm，發射波長為520-650nm，信號更長的發射壽命和 更強的信號強度，較慢的光漂白，反應的靈敏性增強。QDs作為一種熒光物質，由于量子限 制效應，具有獨特的光學和電學性質，水相合成量子點具有合成操作簡單、成本低、毒性小 等有機相合成法所無法比擬的優點。

雙金屬復合氫氧化物又稱為水滑石(LayeredDoubleHydroxides，簡寫為LDHs)是一種新 型的多功能層狀材料，其具有層板金屬元素可調，層間離子可交換等多種優點。目前研究指 出水滑石材料在有機溶劑中進行機械攪拌可剝離成高度分散的單層納米片，該剝離的納米片 可通過靜電，氫鍵，親疏水等作用力與不同功能特性的陰離子層層組裝成為有序排列的薄膜 材料。

Langmuir-Blodgett膜(簡稱LB膜)是一種超薄的有機薄膜，其單層厚度只有零點幾 到幾納米之間。LB膜技術是一種精確控制薄膜厚度和分子結構的制膜技術。這是一種單分 子膜沉積技術，它是將具有親水頭和疏水尾的兩親分子分散在水面(亞相)上，沿水平方向對 水面施加壓力，使分子在水面上緊密排列，形成一層排列有序的不溶性單分子膜。LB膜技 術就是將上述的氣/液界面上的單分子膜轉移到固體表面并實現連續轉移組裝的技術。LB膜 具有膜厚可準確控制，制膜過程不需很高的條件，簡單易操作，膜中分子排列高度有序等特 點，因此可實現在分子水平上的組裝，在材料學、光學、電化學和生物仿生學等領域都有廣 泛的應用前景，近年來已成為人們關注的熱點之一。

量子點由于尺寸較小故穩定性較差，難以長期存放，在應用方面，如何固載化和器件化 是其難點，利用電荷匹配的原則，帶正電的水滑石納米片可以與整體呈電負性的碲化鎘量子 點溶液進行交替組裝，制備復合薄膜，但其操作繁瑣，且發光效率較低，本發明使用LB膜 技術，在制備水滑石LB膜的基礎上，實現碲化鎘量子點的組裝。有利于提高碲化鎘量子點 在分子尺度上的定向排列和均勻分散，進一步提高了熒光效率，簡化了實驗操作，有利于進 行下一步的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碲化鎘量子點與水滑石Langmuir-Blodgett復合發光薄膜及 其制備方法。本發明將Langmuir-Blodgett膜技術作為一種新的組裝方法應用于水滑石與碲化 鎘量子點的組裝，提高碲化鎘量子點在分子尺度上的定向排列和均勻分散，進一步提高了熒 光效率，簡化了實驗操作，為碲化鎘量子點固載化發光效率的提高提供解決方案。

本發明的技術方案是：使用LB拉膜機將在有機溶劑中剝離的水滑石納米片制成 Langmiur-Blodgett膜，再與碲化鎘量子點在三維空間層層交替組裝，形成結構有序的碲化鎘 量子點與水滑石超分子層狀材料。根據組裝層數的不同，薄膜厚度可在20-9000nm之間均勻 調控。該復合材料充分利用了水滑石的剛性結構和二維空間的限域作用以及主客體相互作用， 實現了量子點的固定化。

本發明所述的碲化鎘量子點與水滑石Langmiur-Blodgett復合發光薄膜的制備方法為：

1)將水滑石前體加入甲酰胺溶劑里進行剝離，加入量為0.5-1.5g/L，攪拌速度為3000-5000 轉/分，反應12-36小時后離心，棄去沉淀物，得到澄清透明膠體溶液，稀釋至0.01-0.5g/L， 使用0.1-0.4mol/L的NaOH溶液調節PH至9-9.5，記為溶液A；

2)用0.1-0.4mol/L的NaOH溶液調節親水性碲化鎘量子點溶液的pH值至9-9.5，記為 膠體溶液B；