[發明專利]一種納米量子點低溫合成裝置及方法及其在硫銦銀量子點合成中的應用

有效

• 申請號: 202110687644.2
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113398853B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 張宗波;王凱;徐長斌;饒云龍;劉文港;徐春玲;姜琛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J19/10;C09K11/62;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本公開涉及納米材料技術領域，具體提供一種納米量子點低溫合成裝置及方法及其在AgInS₂量子點合成中的應用。所述納米量子點低溫合成裝置包括微液滴反應器，所述微液滴反應器流體路徑呈平面S型；超聲波換能器，位于微液滴反應器S型路徑一側或兩側；注射泵，位于微液滴反應器入口，用于向微液滴反應器內注射液體；收集裝置，位于微液滴反應器出口，用于收集納米量子點。解決現有技術中微液滴反應器流動狀態以層流為主，混合傳質效率慢，壓降較大、易發生沉淀堵塞，并且微小的體積也限制了外加機械攪拌的使用，且需要持續的高溫恒溫輸入，故需要引入微加熱和控溫模塊，這大大增加了器件制備的難度，同時也造成了能源浪費和環境污染的問題。

技術領域

本公開涉及納米材料技術領域，具體提供一種納米量子點低溫合成裝置及方法及其在AgInS₂量子點合成中的應用。

背景技術

這里的陳述僅提供與本公開有關的背景信息，而不必然構成現有技術。

當前納米技術應用廣泛，并滲透到各學科領域，尤其是在生物醫學和藥學領域的推廣應用大大拓展了研究的深度和廣度。量子點是一類重要的熒光納米顆粒，由于其獨特的物理化學性質和特殊的光學性質，在生物和醫學領域取得了很大進展。由于其具有可調帶隙、強吸收和低制備成本等優點，有望用于下一代電子和光電子器件。因具有發射波長跨度大、峰型窄、粒子的粒徑均勻、斯托克斯位移大和紫外吸收光譜寬等優點，在發光領域占據重要地位。

現有報道的絕大多數量子點均在常規反應器內合成，而在納米材料的合成過程中，成核與生長過程受外部影響較大，因此，常規反應器用于制備納米材料會存在由于溫度和反應物濃度分布不均而導致的產物單分散性較差，批次差異較大等問題，而且還會造成試劑浪費以及環境污染，連續生產效率極低。為了解決這些問題，諸多學者采用連續流動反應器合成納米量子點，并進一步優化為微液滴反應器，進一步縮小了體積、提高了比表面積，給精確控制條件以及連續批量生產提供了條件。

但發明人發現，微液滴反應器的應用也存在較大的限制，由于其特征尺寸一般為幾十到幾百微米，其流動狀態以層流為主、混合傳質速率慢，壓降較大、易發生沉淀堵塞。并且微小的體積也限制了外加機械攪拌的使用，難以找到有效的強化手段。因此微液滴反應器用于合成半導體納米量子點的效率較低，并且需要持續的高溫恒溫輸入，故需要引入微加熱和控溫模塊，這大大增加了器件制備的難度，同時也造成了能源浪費和環境污染。

發明內容

針對現有技術中微液滴反應器流動狀態以層流為主，混合傳質效率慢，壓降較大、易發生沉淀堵塞。并且微小的體積也限制了外加機械攪拌的使用，難以找到有效的強化手段，且需要持續的高溫恒溫輸入，故需要引入微加熱和控溫模塊，這大大增加了器件制備的難度，同時也造成了能源浪費和環境污染的問題。

本公開一個或一些實施方式中，提供一種納米量子點低溫合成裝置，包括微液滴反應器，所述微液滴反應器流體路徑呈平面S型；

超聲波換能器，位于微液滴反應器S型路徑一側或兩側；

注射泵，位于微液滴反應器入口，用于向微液滴反應器內注射液體；

收集裝置，位于微液滴反應器出口，用于收集納米量子點。

本公開一個或一些實施方式中，提供一種納米量子點低溫合成方法，包括如下步驟：所述合成方法在微液滴反應器中進行，利用超聲波空化作用使微液滴反應器中的流體運動狀態呈湍流狀，且超聲波空化產生的氣泡使微液滴切分，直至微液滴平均尺寸降至納米級別。

本公開一個或一些實施方式中，提供一種AgInS₂納米量子點低溫合成方法，包括如下步驟：

步驟(1)：配置納米量子點合成的前驅體試劑：