一种量子点的制备方法以及由此制备的量子点技术

本发明专利技术公开了一种量子点的制备方法以及由此制备的量子点。目前的量子点用于显示器上时，大多存在色再现率低的缺点，且热稳定性和光散射性较差。本发明专利技术的制备方法包括以下步骤：步骤a)，在锌、镉、银、铟、铜之中选择至少1个与不饱和脂肪酸混合，添加烯烃有机溶剂，合成阳离子前驱体；步骤b)，在烷基膦、烷基氧化膦、三烷基膦之中选择1个，将其与硒、硫、磷、碲中的至少1个混合，合成阴离子前驱体；步骤c)，将上述步骤a)中合成的阳离子前驱体和上述步骤b)中合成的阴离子前驱体混合，反应合成量子点。本发明专利技术制备的量子点具有优秀的热稳定性和光散射性，通过纳米金属氧化物拥有优秀的光透过路径，并得到涂于膜上时不会凝集的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种量子点的制备方法以及由此制备的量子点
本专利技术涉及量子点领域，更详细地说是一种量子点的制备方法以及由此制备的量子点。
技术介绍
量子点技术通过改变半导体纳米粒子的尺寸激发各种波长的光，以窄的半峰宽再现出高纯度的颜色，并且使用单一的材料激发可视光范围的各种波长，由此表现出各种颜色。这种量子点技术在为了再现天然色的技术中是最理想的技术，并且为了将天然的颜色在画面中表现出来，在显示器领域中备受瞩目。这种半导体纳米粒子，即量子点，有用UV波长范围的光照射激发的光致发光(Photoluminescence,PL)和通电激发的电致发光(Electroluminescence,EL)两种方法，可应用于医疗、照明、显示等各种领域。另外，量子点的结构构成是，由数个纳米大小的粒子来决定激发波长的核(Core)，以及把低能带隙的核的能量用高能带隙的物质包裹的壳。这里，壳的作用是把核的能量锁住，形成核的粒子能够发光的能量结构，以此增加发光效率，并且形成了使向外部传达能量和与溶剂分散更容易的配体。现有关于量子点结构的研究中，有很多针对设计核-壳(Core-shell)结构的能带隙，以及把对热和外部环境脆弱的有机配体换成无机材料等提高信赖性这两个方向的研究；其中有机配体的问题是，氧化稳定性非常低，因为捕获激发光发生的电子，所以对激发光的光变换效率降低。为了解决这样的问题，韩国专利申请号10-2015-0085594公开了一种包含量子点的硅粒子以及包含此硅粒子的发光高分子膜，据此以stober方法(stobermethod)和依据种子成长的溶胶-凝胶法合成了包含量子点的硅粒子，但是这样的量子点用于显示器上时，半峰宽为102nm，且存在色再现率低的缺点；另外，量子产率为60％，也存在不足，在合成包含量子点的硅粒子时需要2小时以上，因此存在难以量产或工业化生产的缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种通过合成热稳定性和光散射性优秀、分散安全性优秀，并且具有亲水性或疏水性特性的粒子，以制备能够分散于各种极性溶剂中的量子点的制备方法。为此，本专利技术采用如下的技术方案：一种量子点的制备方法，包括以下步骤：步骤a)，在锌、镉、银、铟、铜之中选择至少1个与不饱和脂肪酸混合，添加烯烃有机溶剂，合成阳离子前驱体；步骤b)，在烷基膦、烷基氧化膦、三烷基膦之中选择1个，将其与硒、硫、磷、碲中的至少1个混合，合成阴离子前驱体；步骤c)，将上述步骤a)中合成的阳离子前驱体和上述步骤b)中合成的阴离子前驱体混合，反应合成量子点。本专利技术的另一目的是，利用纳米金属氧化物提供热稳定性和光散射性优秀的量子点的制备方法，为此采用的技术手段为：步骤d)，在上述步骤c)合成量子点后，添加纳米金属氧化物二氧化硅、二氧化钛、氧化铝中的至少1个，添加量为量子点重量的1-10％。本专利技术的又一目的是，提供在各种极性溶剂中分散时，通过纳米金属氧化物阻止凝集效果，确保分散安全性的量子点制备方法，为此采用的技术手段为：在上述步骤a)的烯烃有机溶剂中添加纳米金属氧化物二氧化硅、二氧化钛、氧化铝中的至少1个并进行混合和分散，该纳米金属氧化物与烯烃有机溶剂的重量比为1：10-100。作为优选，所述纳米金属氧化物的粒子尺寸为200nm以下，比表面积为200㎡/g以上，具有1.5以上的折射率，使用高比表面积的纳米金属氧化物制备具有优秀色转换率的量子点。作为优选，所述的烷基膦为甲基膦、乙基膦或丙基膦；烷基氧化膦为二戊基氧化膦、十二烷基氧化膦或三苯基氧化膦；三烷基膦为三丙基膦、三丁基膦、三苯基膦或三辛基膦。作为优选，所述的不饱和脂肪酸为十四碳烯酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸中的一种或多种的混合物。作为优选，所述的烯烃有机溶剂为戊烯、己烯、庚烯、十八碳烯、壬烯、癸烯、十一碳烯、十二碳烯、十三碳烯、十四碳烯、十五碳烯中的一种或多种的混合物。作为优选，步骤c)中，混合时，阳离子前驱体与阴离子前驱体的重量比为5-15：1；反应200-300℃，优选250-300℃。作为优选，合成的量子点在Cd/Se、Zn/Se、Cd/Te、Zn/Te、Cd/S、In/P、Cd/Se/S、Zn/Cd/S、Zn/Se/Te、Zn/Cd/Te中选择任何一个。本专利技术的再一目的是提供由上述制备方法制备的量子点。本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术制备的量子点具有优秀的热稳定性和光散射性，通过纳米金属氧化物拥有优秀的光透过路径，并得到涂于膜上时不会凝集的效果。高分散后的纳米金属氧化物把量子点之间的间距扩大，作为PL(光致发光)使用时，能够得到使色转换率上升的效果。因此，在显示、照明、医疗领域中使用本专利技术制备的量子点时，能够得到色转换率、辉度以及耐热度提升的效果。附图说明图1是根据本专利技术的实施例3，使用纳米金属氧化物合成的量子点化合物的电子显微镜照片；图2是图1的量子点扩大的电子显微镜照片；图3是根据本专利技术的实施例4，二氧化硅的粒度分析结果图；图4是根据本专利技术的实施例1至实施例4制备的3.5寸膜的量子点的辉度、波长图；图5是根据本专利技术的实施例1至实施例4制备的3.5寸膜在不同温度下的转换率图。具体实施方式通过下面的实施例对本专利技术进行具体的说明，下述实施例是为了举例说明本专利技术的内容，保护范围不局限于此。本专利技术实施例的量子点制备方法可包含以下几个阶段：步骤(a)，在锌(Zn)、镉(Cd)、银(Hg)、铟(In)、铜(Cu)中至少选择1个以上，与不饱和脂肪酸混合，添加烯烃有机溶剂，合成阳离子前驱体；步骤(b)，在烷基膦、烷基氧化膦、三烷基膦中选择一个，将其与硒(Se)、硫(S)、磷(P)、碲(Te)中的至少1个以上混合，合成阴离子前驱体；以及步骤(c)，将上述步骤(a)中合成的阳离子前驱体和上述步骤(b)中合成的阴离子前驱体，以一定的比例混合，并在一定的温度下使其反应，合成量子点。另外，上述步骤(c)中的热处理在200至300℃的温度下执行，在需要的反应时间之后用常温冷却。这里，前驱体(precursor)是指在反应中获得目标产物之前阶段的物质，具体是指最终制备出量子点的之前阶段的物质。首先，金属可包括IIB(12族)-VIA(16族)元素。假设，包含锌(Zn)、镉(Cd)、银(Hg)、铟(In)、铜(Cu)中至少1个以上的阳离子前驱体可通过与烯烃有机溶剂和含有不饱和脂肪酸的混合物反应获得。这里，烯烃有机溶剂可为戊烯(pentene)、己烷(hexane)、庚烯(heptene)、十八碳烯(octadecene)、壬烯(nonene)、癸烯(decene)、十一碳烯(undecene)、十二碳烯(dodecene)、十三碳烯(tridecene)、十四碳烯(tetradecene)、十五碳烯(pentadecene)中任何1个以上的溶剂。另外，不饱和脂肪酸可使用反应性优秀的乙烯型脂肪酸。例如，可以用十四碳烯酸(Myristoleicacid)、棕榈油酸(Palmitoleicacid)、油酸(Oleicacid)、亚油酸(Linoleicacid)、二十碳五烯酸(Eicosapentaenoicacid,EPA)、二十二碳五烯酸(Docosapentaenoicacid本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子点的制备方法，包括以下步骤：步骤a)，在锌、镉、银、铟、铜之中选择至少1个与不饱和脂肪酸混合，添加烯烃有机溶剂，合成阳离子前驱体；步骤b)，在烷基膦、烷基氧化膦、三烷基膦之中选择1个，将其与硒、硫、磷、碲中的至少1个混合，合成阴离子前驱体；步骤c)，将上述步骤a)中合成的阳离子前驱体和上述步骤b)中合成的阴离子前驱体混合，反应合成量子点。

【技术特征摘要】
2016.02.18 KR 10-2016-00192091.一种量子点的制备方法，包括以下步骤：步骤a)，在锌、镉、银、铟、铜之中选择至少1个与不饱和脂肪酸混合，添加烯烃有机溶剂，合成阳离子前驱体；步骤b)，在烷基膦、烷基氧化膦、三烷基膦之中选择1个，将其与硒、硫、磷、碲中的至少1个混合，合成阴离子前驱体；步骤c)，将上述步骤a)中合成的阳离子前驱体和上述步骤b)中合成的阴离子前驱体混合，反应合成量子点；在上述步骤a)的烯烃有机溶剂中添加纳米金属氧化物二氧化硅、二氧化钛、氧化铝中的至少1个并进行混合和分散，该纳米金属氧化物与烯烃有机溶剂的重量比为1：10-100。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，它还包括步骤d)，在上述步骤c)合成量子点后，添加纳米金属氧化物二氧化硅、二氧化钛、氧化铝中的至少1个，添加量为量子点重量的1-10%。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述纳米金属氧化物的粒子尺寸为200nm以下，比表面积为200㎡/g以上，具有1.5以...

【专利技术属性】
技术研发人员：金秀圭，李炅具，金海植，俞正焕，姜秉昊，金泰润，尹贤智，顾鑫洪，杨金纬，
申请(专利权)人：浙江新诺科安全设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33