[發(fā)明專(zhuān)利]硫化鎵量子點(diǎn)材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811381527.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109385272B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)廣濤;胡澤敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C09K11/62
• 分類(lèi)號(hào): C09K11/62
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生

本發(fā)明公開(kāi)了一種硫化鎵量子點(diǎn)材料及其制備方法。材料為硫化鎵量子點(diǎn)，化學(xué)分子式為Ga_xS₃，其中的1≤x≤5，化學(xué)分子式為Ga_xS₃的硫化鎵量子點(diǎn)的直徑為1?8nm；方法為先按照鎵源、硫源、十八烯和配體的摩爾比為1：0.5?10：20?80：20?100的比例，將四者混合，得到混合液，再將混合液置于惰性氣氛中，于220?300℃下反應(yīng)2?20min，得到反應(yīng)液，之后，先按照反應(yīng)液中的鎵源、溶劑和沉淀劑的摩爾比為1:50?300:100?1400的比例，向惰性氣氛下冷卻的反應(yīng)液中依次加入溶劑和沉淀劑，得到懸浮液，再對(duì)懸浮液進(jìn)行固液分離處理，制得硫化鎵量子點(diǎn)材料。它在紫外光激發(fā)下的發(fā)光峰在420?505nm范圍可調(diào)，極易于廣泛地商業(yè)化應(yīng)用于發(fā)光器件和離子檢測(cè)等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種量子點(diǎn)材料及制備方法，尤其是一種硫化鎵量子點(diǎn)材料及其制備方法。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)是一種零維納米材料。隨著尺寸的降低，材料會(huì)表現(xiàn)出特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，這種尺寸效應(yīng)使得量子點(diǎn)具有不同于宏觀尺度材料的一些特殊性質(zhì)，可以被應(yīng)用于光電探測(cè)、太陽(yáng)能電池、發(fā)光材料和離子檢測(cè)等領(lǐng)域。

硫化鎵是一種三六族直接帶隙半導(dǎo)體材料，多用于稀土發(fā)光材料的基質(zhì)而并不直接用作發(fā)光材料，如題為“Photoluminescence of Ga₂S₃:Sm²⁺Crystals”，InorganicMaterials，2008，44，563(“釤摻雜的硫化鎵晶體的光致發(fā)光”，《無(wú)機(jī)材料》2008年第44卷563頁(yè))的文章。該文中提及的產(chǎn)物為摻雜釤的硫化鎵晶體，其制備方法采用化學(xué)氣相沉積法。這種產(chǎn)物在光激發(fā)下雖發(fā)出了熒光，卻和其制備方法都存在著不足之處，首先，產(chǎn)物發(fā)出的熒光來(lái)自于其中摻雜的稀土元素而并非硫化鎵基質(zhì)；其次，熒光的發(fā)光范圍太窄且不可調(diào)；再次，制備方法不能獲得由硫化鎵發(fā)出的在較寬范圍可調(diào)熒光的產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種自身發(fā)出寬范圍可調(diào)熒光的硫化鎵量子點(diǎn)材料。

本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題為提供一種上述硫化鎵量子點(diǎn)材料的制備方法。

為解決本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案為，硫化鎵量子點(diǎn)材料由硫化鎵組成，特別是：

所述硫化鎵量子點(diǎn)的化學(xué)分子式為Ga_xS₃，其中的1≤x≤5；

所述化學(xué)分子式為Ga_xS₃的硫化鎵量子點(diǎn)的直徑為1-8nm。

作為硫化鎵量子點(diǎn)材料的進(jìn)一步改進(jìn)：

優(yōu)選地，硫化鎵量子點(diǎn)為六方晶型。

為解決本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，所采用的另一個(gè)技術(shù)方案為，上述硫化鎵量子點(diǎn)材料的制備方法包括高溫油相法，特別是主要步驟如下：

步驟1，先按照鎵源、硫源、十八烯和配體的摩爾比為1：0.5-10：20-80：20-100的比例，將四者混合，得到混合液，再將混合液置于惰性氣氛中，于220-300℃下反應(yīng)2-20min，得到反應(yīng)液；

步驟2，先按照反應(yīng)液中的鎵源、溶劑和沉淀劑的摩爾比為1:50-300:100-1400的比例，向惰性氣氛下冷卻的反應(yīng)液中依次加入溶劑和沉淀劑，得到懸浮液，再對(duì)懸浮液進(jìn)行固液分離處理，制得硫化鎵量子點(diǎn)材料。

作為硫化鎵量子點(diǎn)材料的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)：

優(yōu)選地，鎵源為乙酰丙酮鎵、硫酸鎵、氯化鎵、硝酸鎵中的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，硫源為硫粉、十六硫醇、3-巰基丙酸、己硫醇中的一種或兩種以上的混合物。