[發明專利]一種稀土金屬有機框架包覆鈣鈦礦量子點復合發光材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110410266.3
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113105894A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 韓修訓;賴文偉;吳傳麗
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;C09K11/06;B82Y20/00;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京旭路知識產權代理有限公司 11567
• 代理人: 董媛

本發明提供一種稀土金屬有機框架包覆鈣鈦礦量子點復合發光材料及其制備方法，所述制備方法包括將鈣鈦礦量子點溶液與稀土金屬離子溶液和均苯三甲酸混合進行反應的步驟；其中，所述均苯三甲酸與稀土金屬離子的摩爾比為(0.1?3):1。本發明可以實現在室溫、沒有任何惰性氣體保護的情況下，在溶液體系中簡單高效地制備出稀土金屬有機框架包覆鈣鈦礦量子點復合發光材料，通過調整鈣鈦礦量子點成分和調整稀土元素可以獲得覆蓋可見光范圍內和近紅外區的復合發光材料，極大地擴展其光學領域的應用；而且稀土金屬有機框架的包覆可以極大地提高鈣鈦礦量子點的穩定性。

技術領域

本發明涉及發光材料領域，尤其涉及一種稀土金屬有機框架包覆鈣鈦礦量子點復合發光材料及其制備方法。

背景技術

全無機鈣鈦礦量子點CsPbX₃(X＝Cl，Br，I)具有高量子產率，發光可調，窄的發射光譜和廣泛的色域等優點，在光電子器件方面展現出了巨大的潛力。

然而，鈣鈦礦量子點由于其離子特性，在環境條件下化學穩定性差，對濕度、光照和溫度非常敏感。此外，內部鍵合的高度離子化導致其極易發生離子交換反應。因此，如何在盡可能不影響其發光性能的前提下解決鈣鈦礦量子點的穩定性，成為本領域急需解決的難題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種稀土金屬有機框架(RE-MOF)包覆鈣鈦礦量子點復合發光材料及其制備方法，解決鈣鈦礦量子點穩定性差的問題，同時實現可應用于不同領域的復合發光材料。

本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種稀土金屬有機框架包覆鈣鈦礦量子點復合發光材料的制備方法，包括將鈣鈦礦量子點溶液與稀土金屬離子溶液和均苯三甲酸混合進行反應的步驟；其中，所述均苯三甲酸與稀土金屬離子的摩爾比為(0.1-3):1。

優選地，所述均苯三甲酸與稀土金屬離子的摩爾比為1:1。

為提高鈣鈦礦量子點的穩定性，現有技術中有采用包埋材料直接與鈣鈦礦量子點混合以實現包埋的方法，但是該方法下很難實現量子點的完全包埋。本發明研究發現，采用稀土金屬有機框架(RE-MOF)包覆鈣鈦礦量子點，其中并非將RE-MOF直接與鈣鈦礦量子點混合，而是將鈣鈦礦量子點溶液與稀土金屬離子溶液和有機配體混合進行反應，可以提高鈣鈦礦量子點的穩定性，而且通過不同稀土離子金屬有機框架材料和不同鈣鈦礦量子點的復合還可以實現各種光譜的組合，各種各樣的新型RE-MOF包覆鈣鈦礦量子點復合發光材料應運而生，其應用領域也不斷擴展。

進一步地，所述反應在能夠溶解均苯三甲酸的有機溶劑中進行，所述有機溶劑包括乙醚、甲醚、丁醚、丙醚等，優選為乙醚。

本發明研究發現，選擇乙醚作為反應體系溶劑，可以控制稀土金屬有機框架的生長速度在合適范圍內，從而使稀土金屬有機框架更好的包覆在鈣鈦礦量子點外面，并且乙醚的低極性可以使鈣鈦礦量子點穩定地分散在溶液里參與反應，減少不必要的損失。

進一步地，所述有機溶劑與所述鈣鈦礦量子點溶液的體積比為(10-40)：1。

進一步地，所述稀土金屬離子溶液由稀土金屬化合物分散在溶劑中獲得，所述溶劑包括四氫呋喃、水、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等能溶解稀土金屬化合物的溶劑中的一種或多種，優選為四氫呋喃。選擇四氫呋喃時，所得稀土金屬離子溶液參與反應時，對鈣鈦礦量子點的影響較小，保證反應的順利進行。

其中，所述稀土金屬化合物包括RE(NO₃)₃,RE(Br)₃,RE(Ac)₃等可溶解在有機溶劑中的稀土金屬化合物。其中，優選為RE(NO₃)₃。

進一步地，所述稀土金屬離子溶液的濃度為0.01～1mol/L。