[發明專利]一種可見光區連續調節發射波長的高穩定性復合發光材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811651621.0
• 申請日: 2018-12-31
• 公開（公告）號: CN109504365A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 汪樂余;王輝
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/66;C09D11/50;C09D11/322
• 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: 王宇

本發明公開了一種可見光區連續調節發射波長的高穩定性復合發光材料及其制備方法。本發明以熱注射法合成的鈣鈦礦量子點為發光材料，苯乙烯為聚合物單體，通過預聚合再老化的方法將鈣鈦礦量子點在室溫下包覆進聚合物中，并且在預聚合的苯乙烯體系中完成不同鈣鈦礦量子點之間的離子交換，制備發射波長在460?690nm范圍內波長可調的熒光墨水，并實現該墨水噴墨打印的應用。該方法得到的聚合物發光墨水具有良好的發光性能，發光顏色可調，噴墨打印形成的圖案具有優異的光照以及水中穩定性。該方法具有操作簡單，墨水發射波長容易調節，發光穩定，成本低廉，便于應用等特點。

技術領域

本發明屬于熒光材料技術領域，特別涉及一種可見光區連續調節發射波長的高穩定性復合發光材料及其制備方法。

背景技術

鈣鈦礦量子點，因具有良好的光學性能，近幾年得到材料科學領域的研究人員的廣泛關注。無機鈣鈦礦量子點具有極窄的發光光譜帶，較高的發光量子產率，研究人員通過改變無機鈣鈦礦量子點中的鹵素原子合成出了不同顏色的熒光量子點(MaksymV.Kovalenko，Loredana Protesescu，Nano.Lett.2015,15,3692-3696；Haibo Zeng,Xiaoming Li,Adv.Funct.Mater.2016,26,2435-2445)。諸多優勢使得無機鈣鈦礦量子點成為一種在顯示領域極具應用潛質的發光材料。

鈣鈦礦材料也有其自身的缺陷。現有技術合成的鈣鈦礦量子點紫外光照和熱穩定性較差，通常在紫外光下照射1小時或者溫度高于40℃就會發生明顯的不可逆性結構變化，并且很容易在極性溶劑(水，乙醇等)中分解，從而失去其原有的結構和光學性能。因此而發展起來了一系列通過包覆穩定性較高的材料(二氧化硅，二氧化鈦等)提高鈣鈦礦量子點穩定性的方法。但是，這些方法一旦實現了穩定包覆，就同時阻止了鈣鈦礦量子點的陰離子交換，從而無法實現鈣鈦礦量子點發射光在可見光區的可控調節。

發明內容

本發明的目的是提供一種可見光區連續調節發射波長的高穩定性復合發光材料及其制備方法，所述材料既能夠實現通過量子點自身之間的陰離子交換對量子點發射光的精確調控，又實現量子點與高分子材料的有效復合提高其穩定性，可作為均一穩定用于噴墨打印的有機墨水。本發明通過將預聚合的苯乙烯與不同種類的鈣鈦礦量子點在室溫下混合，形成均一穩定適用于墨打印的有機墨水，并且在預聚合的苯乙烯體系中完成不同鈣鈦礦量子點之間的陰離子交換，實現發射波長在可見光區的精確調控，通過噴墨打印技術形成圖案后在室溫條件下固化，實現聚合物對發光量子點的包覆。

一種可見光區連續調節發射波長的高穩定性復合發光材料，其特征在于，在預聚合的苯乙烯體系中鈣鈦礦量子點之間完成陰離子交換，固化后聚合物包覆發光量子點。

進一步的，所述可見光區連續調節發射波長的高穩定性復合發光材料包括發紅、綠、藍三種顏色光的量子點中的至少一種。

進一步的，所述鈣鈦礦量子點包括CsPbCl_1.5Br_1.5、CsPbBr₃和CsPbI₃中的至少一種。

進一步的，通過控制不同顏色鈣鈦礦量子點的比例，在區間460-690nm內調節所述可見光區連續調節發射波長的高穩定性復合發光材料的單一發射峰位置。

進一步的，所述材料的預混合和固化均是在室溫條件下完成的。

一種可見光區連續調節發射波長的高穩定性復合發光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將不同鈣鈦礦量子點0.06-0.1mmol分別均勻分散在3-5mL三氯甲烷中得到量子點溶液；

2)取10-15g苯乙烯單體、100-150mg二乙烯基苯，加入100-150mg純化后的偶氮二異丁腈，超聲使其充分溶解，70-75℃加熱30-35分鐘后自然冷卻至室溫，得到預聚合的苯乙烯；