[發明專利]一種基于光誘導的制備水溶性三元鋅鎘硒合金量子點的方法

在審

• 申請號: 202010892775.X
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112011339A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 邵海寶;郭德松;鄧洪海;王志亮;尹海宏
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 蔣慧妮

本發明公開了一種基于光誘導的制備水溶性鋅鎘硒（ZnCdSe）三元合金量子點的方法，制備方法包括以下步驟：（1）制備水溶性硒化鋅（ZnSe）量子點；（2）利用甲醇或異丙醇對水溶性ZnSe量子點進行提純；（3）將CdCl₂溶液與巰基丙酸或巰基乙酸混合得到的Cd前驅體溶液，并通過NaOH溶液將該前驅體溶液的pH值調節至pH＞9；（4）將Cd²⁺前驅體溶液與量子點溶液混合；（5）在混合溶液中加入還原劑水合肼(N₂H₄)或硼氫化鈉（NaBH₄）或硼氫化理（NaBH₄）。并通過氮氣或氬氣對溶液進行除氧。（6）將溶液放置于波長小于420nm的紫外光線下進行光照，得到相應三元鋅鎘硒三元合金量子點。本發明操作簡單，在室溫下進行，開辟了一種新的制備ZnCdSe三元合金量子點的方法，該方法避免了采用中間陽離子進行連續交換引入的雜質，并且可以靈活調整三元納米晶陽離子之間的比例，從而達到調控三元納米晶光電特性的效果。

技術領域

本發明涉及一種基于光誘導的制備水溶性三元鋅鎘硒合金量子點的方法，屬于新材料的制備與調控技術領域。

背景技術

基于量子尺寸效應，通過改變二元量子點的尺寸，改變其禁帶寬度，可以對其發光進行調控。然而，受限于二元量子點材料本身的特性，對于特定的二元材料，其調控范圍有限。可以在二元材料的基礎上，引入新的陽離子組分，獲得三元合金量子點。三元量子點可在兼具二元量子點原先特性的基礎上，拓展其光譜范圍。而且，相對于二元量子點，三元合金兩點的穩定性更佳，通過引入帶寬敏感的元素，可以通過改變組分靈活的調節禁帶寬度。目前三元鋅鎘硒合金量子點的制備主要有兩種途徑，一種是基于衍生于傳統的有機溶劑中CdSe納米晶合成方法的高溫生長策略，即將Zn²⁺、Cd²⁺、Se^2-預先混合，然后進行高溫加熱。另一種途徑是采取連續離子交換反應的方法，即預先制備ZnSe量子點，通過Cu²⁺/Cu⁺、Ag⁺部分取代Zn離子，形成ZnCuSe或者ZnAgSe合金量子點，然后再加入Cd²⁺，取代Cu²⁺/Cu⁺、Ag⁺獲得ZnCdSe三元合金量子點，但是這種方法會引入Cu²⁺/Cu⁺或者Ag⁺雜質，并且雜質很難去除。本專利提出一種新的制備ZnCdSe三元合金量子點的方法，將預先制備的ZnSe量子點和Cd²⁺進行混合并加入還原劑，并對混合溶液進行光照，從而直接獲得ZnCdSe三元合金量子點。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于光誘導的制備水溶性三元鋅鎘硒合金量子點的方法，該方法獲得的合金量子點熒光特性好、光譜可調、制備方法簡單，有助于水溶性合金量子點LED器件和太陽能方面應用。

為了達到上述目的，本發明采用的方法是：一種基于光誘導的制備水溶性三元鋅鎘硒合金量子點的方法，包括如下步驟：

（1）水溶性硒化鋅（ZnSe）量子點的制備：以巰基乙酸或丙酸作為量子點的配體，通過Zn(NO₃)₂與NaHSe的反應制備出ZnSe量子點。

（2）利用甲醇或異丙醇對ZnSe量子點進行提純，并將提純后的ZnSe其分散于去離子水；

（3）鎘離子（Cd²⁺）前驅體溶液制備：CdCl₂溶液與巰基丙酸或巰基乙酸混合得到的Cd²⁺前驅體溶液，并通過NaOH溶液將該前驅體溶液的pH值調節至pH＞9 ；

（4）將上述步驟（3）中的Cd²⁺前驅體溶液與步驟（2）中的量子點溶液混合。