CuInS(Se)核壳量子点的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种CuInS(Se)核壳量子点的制备方法，方法步骤如下：以醋酸铟作为量子点制备铟前驱体，醋酸铜作为量子点制备铜前驱体，以S，1‑十八烯制备成S源，以硒粉与十八烯溶液制备的Se‑SUS作为硒前驱体，离心分离提纯；采用有机相合成成功制备了CuInS(Se)核壳量子点并成功对其进行包覆,本发明专利技术的优点是：有机相合成量子产率高、高温荧光不淬灭，成膜荧光产率高，量子点粒径分布均匀发光光谱对称且窄。

【技术实现步骤摘要】
CuInS(Se)核壳量子点的制备方法
本专利技术涉及CuInS(Se)核壳量子点的制备及其在发光二极管的应用。
技术介绍
对于量子点纳米材料的研究已经持续近半个世纪，而在21世纪初量子点热正在席卷世界，其全波段可协调发光，半峰宽窄，生物相容性好等等优点吸引着人们对其研究的不断深入。在可再生能源太阳能电池，发光显示照明，生物荧光标记等等前沿领域得到广泛而且影响深远的应用。而本专利着眼于显示照明领域。目前量子点的制备高产率，光学稳定等可应用于照明显示的量子点主要是通过油相合成。我们研发一种高效简便的高温荧光不淬灭，光学性能优异的CuInS(Se)核壳量子点制备方法。其具有高温荧光效果优异，半峰宽窄，绝对产率高，制成器件后成成膜荧光产率高等等特点的优质的CuInS(Se)核壳量子点并在QLED器件的应用。本专利技术的优点是：CuInS(Se)核壳量子点制备技术稳定简便（一锅法），有机相合成量子产率高、高温荧光不淬灭，成膜荧光产率高，量子点粒径分布均匀发光光谱对称且窄。所制备的QLED易组装成本低且具有宽的吸收光谱和高的光电转换效率，具有比较高的开发价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供CuInS(Se)核壳量子点的制备及其在量子点发光二极管器件的应用，量子点独特的量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、量子尺寸效应和表面效应使其展现出出色的物理性质,尤其是其光学性能。相对于有机荧光染料,胶体法制备的量子点具有光谱可调,发光强度大、色纯度高、荧光寿命长,单光源可激发多色荧光等优势。此外,QLED的寿命长,封装工艺简单。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：1、CuInS(Se)核壳量子点的制备方法，其特征是方法步骤如下：（1）以醋酸铟作为量子点制备铟前驱体，醋酸铜作为量子点制备铜前驱体，以S，1-十八烯制备成S源，以硒粉与十八烯溶液制备的Se-SUS作为硒前驱体，以1-十八烯为稳定剂，硬脂酸，硫醇和油胺作为溶剂反应剂和配体得CuInS(Se)核壳量子点；己烷溶解量子点和丙酮促使量子点沉淀，离心分离提纯。（2）铟源：铜源=4：1的摩尔比反应，通过调控注入S源（Se源）的量或者调节铟源和铜源的比例（铟源的增加会使得发射波段往短波方向移动）可制得可见光波段及近红外波段发射光谱的量子点。（3）此时量子点含有杂质未反应的硒源杂质，过量的硫源等等，加入过量丙酮促使量子点沉淀离心分离得固体粉末，加入己烷溶解再加过量丙酮沉淀，反复两次得到纯净的CuInS(Se)核壳量子点。(4)采用有机相合成成功制备了CuInS(Se)核壳量子点并成功对其进行包覆,制备出了CuInS(Se)/ZnS(Se)量子点,包覆后荧光性能得到明显改善,高温荧光稳定性更强等。通过改变合成工艺参数在可见光范围到近红外波段可控制备。所合成的CuInS(Se)/ZnS(Se)量子点荧光量子产率达80%，制成薄膜荧光产率仍然保持较高。量子点粒径分布均匀,荧光半峰宽为50~100nm,并能维持优异的光纯度和光亮度。（5）将纯净的CuInS(Se)/ZnS(Se)量子点重新分散到正辛烷中。（6）将提纯后的量子点组装成QLED发光器件，空穴传输层、发光层以及电子传输层组成的三明治结构。对比OLED,QLED的特点在于其发光材料采用性能更加稳定的无机量子点。量子点独特的量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、量子尺寸效应和表面效应使其展现出出色的物理性质,尤其是其光学性能。相对于有机荧光染料,胶体法制备的量子点具有光谱可调,发光强度大、色纯度高、荧光寿命长,单光源可激发多色荧光等优势。此外,QLED的寿命长,封装工艺简单或无需封装,有望成为下一代的平板显示器,具有广阔发展前景。而本专利技术制备的CuInS(Se)核壳量子点在溶液高温荧光光学性质稳定且制成膜的荧光产率高。在显示照明有广阔的应用。如在一代的光致发光中，目前普遍使用LED蓝光芯片在其发光源表面添加一层量子点混合物，通过蓝光激发量子点发出不同波段的光。芯片自身发光产热对量子点破坏极大，而高温荧光光学性质稳定的量子点则可以完美地解决这个问题。成膜荧光产率高则可以在量子点电致发光发光二极管的制备发挥巨大的作用。制备高品质的显示设备打下了坚实的基础。所述铟源包括InX3（X=Cl，I，Br）醋酸铟等；所述的P4磷源是通过自己合成的；所述硫源体积比例S：十八烯=（0.1~1）；1，其中0.2：1为最优比例，硫源不会析出；所述三正辛基膦和三正辛基氧膦体积比为（5~10）:1；所述体积比：十四酸或Sn2S64-或S2-：合成的InP/ZnS核壳量子点=(10~5):1。制备InP方法，其特征在于摩尔比In：Cu=1：（0.1~10）调节他们比例可以制备不同波段的量子点；所述铟源：铜源=4：1的摩尔比反应，加入S源摩尔量0.1~3mmol可以制备不同波段的量子点。所述己烷溶解量子点,己烷：量子点溶液体积比=（0.5~1）:1；所述丙酮促沉淀量子点，丙酮：量子点溶液体积比=1:(1~3)；所述分离提纯转速3500rmp/min~8000rmp/min，其中5000rmp/min最优。所述的机相合成成功制备了CuInS(Se)核壳量子点并成功对其进行包覆，其特征在于荧光性能得到明显改善,高温荧光稳定性更强。所述的量子点分散于正辛烷中，质量比量子点：正辛烷=1：（5~25），其特征在于，量子点稳定分散在正辛烷之中。将提纯后的量子点组装成QLED发光器件，其特征在于，成膜产率高且能使用不同波段的量子点可以制备不同波段的发光二极管制备波段范围500nm~800nm。附图说明图1为本专利技术制备得到的全波段光谱图和实物图还有微观结构示意图。图2为本专利技术实施例1制备得到的高温下紫外灯照射效果图。图3为本专利技术实施例1制备得到的室温情况实物图。具体实施方式以下通过实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本专利技术，凡是采用本专利技术的相似结构及其相似变化，均应列入本专利技术的保护范围。本专利技术采用溶剂热法：分别在有机相中合成梯度合金量子点，与氧化锌，polytbp等组装成QLED器件。本专利技术CuInS(Se)核壳量子点合成具体步骤如下：方法1：CuInS/ZnS量子点制备一．称量醋酸铟(1mmol)，醋酸铜(0.25mmol)，硬脂酸（3mmol），十八烯溶液(5ml)，油胺（4ml），十二硫醇（2ml）放入50毫升的四口烧瓶.（其中铜铟比例变化如上文所述，硬脂酸摩尔量为2~4mmol较为合适，十八烯体积变化3ml~15ml，油胺体积1ml~5ml，十二硫醇0.1ml~3ml）二．加热至80摄氏度，抽真空40min。（加热温度80℃~100℃，保温时间在30min~60min）三．换气三次，加热至180摄氏度，迅速注入S-ODE（加热温度180℃~210℃）四．180摄氏度保温15~20min降温至80摄氏度加入0.5ml辛胺（辛胺体积在0.1ml~3ml，保温时间10min~30min）五．升温至220摄氏度加入浓度为0.1mmol/ml锌源5ml（1mmol醋酸锌和2ml油酸和8ml十八烯混合在100摄氏度抽真空20min并于120摄氏度加热溶解，降至室温保存）保温30min，降至室温并提纯后保存于正辛烷溶液中。（除正辛烷外，可以分散于三氯甲烷，正己烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
CuInS(Se)核壳量子点的制备方法，其特征是方法步骤如下：（1）以醋酸铟作为量子点制备铟前驱体，醋酸铜作为量子点制备铜前驱体，以S，1‑十八烯制备成S源，以硒粉与十八烯溶液制备的Se‑SUS作为硒前驱体，以1‑十八烯为稳定剂，硬脂酸，硫醇和油胺作为溶剂反应剂和配体得CuInS(Se)核壳量子点；己烷溶解量子点和丙酮促使量子点沉淀，离心分离提纯；（2）铟源：铜源=4：1的摩尔比反应，通过调控注入S源（Se源）的量或者调节铟源和铜源的比例可制得可见光波段及近红外波段发射光谱的量子点；（3）此时量子点含有杂质未反应的硒源杂质，过量的硫源，加入过量丙酮促使量子点沉淀离心分离得固体粉末，加入己烷溶解再加过量丙酮沉淀，反复两次得到纯净的CuInS(Se)核壳量子点；(4)采用有机相合成成功制备了CuInS(Se)核壳量子点并成功对其进行包覆,制备出了CuInS(Se)/ZnS(Se)量子点,包覆后荧光性能得到明显改善,高温荧光稳定性更强；（5）将纯净的CuInS(Se)/ZnS(Se)量子点重新分散到正辛烷中；（6）将提纯后的量子点组装成QLED发光器件。

【技术特征摘要】
1.CuInS(Se)核壳量子点的制备方法，其特征是方法步骤如下：（1）以醋酸铟作为量子点制备铟前驱体，醋酸铜作为量子点制备铜前驱体，以S，1-十八烯制备成S源，以硒粉与十八烯溶液制备的Se-SUS作为硒前驱体，以1-十八烯为稳定剂，硬脂酸，硫醇和油胺作为溶剂反应剂和配体得CuInS(Se)核壳量子点；己烷溶解量子点和丙酮促使量子点沉淀，离心分离提纯；（2）铟源：铜源=4：1的摩尔比反应，通过调控注入S源（Se源）的量或者调节铟源和铜源的比例可制得可见光波段及近红外波段发射光谱的量子点；（3）此时量子点含有杂质未反应的硒源杂质，过量的硫源，加入过量丙酮促使量子点沉淀离心分离得固体粉末，加入己烷溶解再加过量丙酮沉淀，反复两次得到纯净的CuInS(Se)核壳量子点；(4)采用有机相合成成功制备了CuInS(Se)核壳量子点并成功对其进行包覆,制备出了CuInS(Se)/ZnS(Se)量子点,包覆后荧光性能得到明显改善,高温荧光稳定性更强；（5）将纯净的CuInS(Se)/ZnS(Se)量子点重新分散到正辛烷中；（6）将提纯后的量子点组装成QLED发光器件。2.根据权利要求1所述的CuInS(Se)核壳量子点的制备方法，其特征在于：所述铟源包括InX3（X=Cl，I，Br）醋酸铟；所述硫源体积比例S：十八烯=（0.1~1）；1，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清华，张虚谷，纪丽珊，蒋杰，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36