[發明專利]一種基于有機無機雜化鈣鈦礦量子點的熒光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810415858.2
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108441211B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 彭洪尚;曾凡龍
• 申請（專利權）人: 中央民族大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C09K11/59;B82Y20/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 魏曉波

本發明提供了一種基于有機無機雜化鈣鈦礦量子點的熒光材料的制備方法，包括：A)將硅溶膠、第一有機胺類化合物與有機無機雜化鈣鈦礦量子點混合，干燥后得到熒光材料。與現有技術相比，本發明利用硅溶膠來包覆有機無機雜化鈣鈦礦量子點，并通過在硅溶膠中加入有機胺類化合物以抑制量子點在溶膠凝膠轉化過程中的分解，實現量子點在二氧化硅玻璃中的摻雜，由于二氧化硅與有機胺類化合物的雙重作用，可以極大提高熒光材料的光、熱、水、氧穩定性，從而提高其在實際應用中的可行性。

技術領域

本發明屬于鈣鈦礦量子點技術領域，尤其涉及一種基于有機無機雜化鈣鈦礦量子點的熒光材料及其制備方法。

背景技術

量子點又可稱為納米晶，是由有限數目的原子組成，三個維度尺寸均在納米數量級的原子和分子的集合體，其內部電子在各方向上的運動都受到局限，所以其量子限域效應特別顯著。基于量子效應，量子點在太陽能電池、發光器件和光學生物標記等領域具有廣泛的應用前景。在種類繁多的量子點中，基于鈣鈦礦結構的量子點以其優異的發光性能，如發光效率高和發光譜線窄，受到了人們極大的關注。鈣鈦礦結構呈立方體晶形，其中，全無機的CsPbX₃(X＝Cl，Br，I)和有機-無機雜化的CH₃NH₃PbX₃(X＝Cl，Br，I)是當前重點研究的鈣鈦礦量子點。

有機無機雜化鈣鈦礦量子點的粒徑小于10nm，其發射波長可以通過鹵素的摻雜以及量子點尺寸進行調控。有機無機雜化鈣鈦礦量子點的發射波長可覆蓋整個可見光區域，且半峰寬窄(FWHM)，約為20～50nm，其溶液中熒光量子產率可達90％以上，優良的光學性能使其在顯示與發光領域備受關注。目前合成有機無機雜化鈣鈦礦量子點材料主要采用配體輔助再沉淀法，即通過化合物在不同溶劑中溶解度不同制備納米晶，同時采用表面配體控制納米晶的尺寸大小和形貌，從而得到發射波長可控的量子點材料。

Brightly luminescent and color-tunable colloidal CH₃NH₃PbX₃(X＝Br,I,Cl)quantum dots:potential alternatives for display technology(Zhang F,ZhongH,Chen C,et al.Acs Nano,2015,9(4):4533-4542.)中，首次報道采用配體輔助再沉淀法，以正辛胺作為限制配體合成有機無機雜化鈣鈦礦量子點，其中雜化鈣鈦礦結構的通式為CH₃NH₃PbX₃(X＝Cl，Br，I)。這種方法具體包括：首先將PbBr₂(溴化鉛)、CH₃NH₃Br(甲基溴化銨)、正辛胺、油酸按一定摩爾比例混溶于DMF(N,N-二甲基酰胺)中；將混合溶液逐滴滴入劇烈攪拌的甲苯中，最后以7000rpm/min的速度高速離心，獲得分散于上清液的鈣鈦礦量子點材料。其中，正辛胺起到表面修飾，提高熒光量子效率以及控制尺寸的作用；采用油酸為防止納米顆粒團聚。但是，通過上述文獻報道的方法制得的量子點穩定性較差，遇水易分解，這大大限制了有機無機雜化鈣鈦礦量子點的產業化應用。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種性能穩定的基于有機無機雜化鈣鈦礦量子點的熒光材料及其制備方法。

本發明提供了一種基于有機無機雜化鈣鈦礦量子點的熒光材料的制備方法，包括：

A)將硅溶膠、第一有機胺類化合物與有機無機雜化鈣鈦礦量子點混合，干燥后得到熒光材料。

優選的，所述硅溶膠按照以下方法制備：

將硅酸酯類化合物、乙醇、水與酸性催化劑混合反應，得到硅溶膠。

優選的，所述酸性催化劑選自醋酸、鹽酸、硫酸、硝酸與氫溴酸中的一種或多種；所述第一有機胺類化合物選自甲基鹵化銨和/或苯乙胺鹵鹽。