一种量子点的配体交换方法技术

本发明专利技术公开一种量子点的配体交换方法，其包括步骤：提供量子点溶液，所述量子点溶液包括量子点和第一非极性溶剂，其中，所述量子点表面结合有油溶性有机配体；将所述量子点溶液装入透析袋中后，置于交换介质中，形成配体交换反应体系，其中，所述交换介质包括极性溶剂、第二非极性溶剂和水溶性配体；使油溶性有机配体脱离量子点表面后，交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。本发明专利技术提出的配体交换过程操作简单，能有效地进行配体交换，且交换后不需要进行清洗，不需要加入沉淀剂，能保证量子点的产率和发光效率。

A ligand exchange method for quantum dots

【技术实现步骤摘要】
一种量子点的配体交换方法
本专利技术涉及量子点领域，尤其涉及一种量子点的配体交换方法。
技术介绍
近年来，由于胶体量子点具有量子效率高、光纯度高、发射波长可调节等特点，成为最具有发展前景的新型显示材料。目前研究者们已经能成熟地制备出光致发光效率高达100%的量子点材料，能广泛地应用在生物标记、传感器件以及发光二极管（LED）中。在量子点发光二极管制备过程中，其器件的外量子效率却很低，据报道的红绿蓝的器件效率都不足20%。为什么量子点材料的光致发光效率和电致发光效率差别如此之大呢，这主要是由于量子点材料使用光激发，而器件使用电激发。在器件结构中，发光层量子点表面为长链配体，会影响载流子的迁移速率，这也会使量子点器件的效率和使用寿命降低。若将发光层材料制备成表面具有短链配体和长链配体的混合配体量子点，这种发光层材料与其他单一配体的量子点材料相比，其表面短链配体能有效提高载流子传输速率，提高量子点的发光效率和使用寿命。因此，本专利技术提出一种量子点表面配体交换的方法，将量子点材料制备成表面具有短链配体和长链配体的混合配体量子点。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种量子点的配体交换方法，旨在提供一种量子点表面配体交换的方法，将单一配体的量子点材料制备成表面具有短链配体和长链配体的混合配体的量子点，以提高量子点器件的效率和使用寿命。本专利技术的技术方案如下：一种量子点的配体交换方法，其中，包括步骤：提供量子点溶液，所述量子点溶液包括量子点和第一非极性溶剂，其中，所述量子点表面结合有油溶性有机配体；将所述量子点溶液装入透析袋中后，置于交换介质中，形成配体交换反应体系，其中，所述交换介质包括极性溶剂、第二非极性溶剂和水溶性配体；使油溶性有机配体脱离量子点表面，使交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。有益效果：本专利技术量子点的配体交换方法通过将量子点溶液置于透析袋中，然后放置在交换介质中，其中所述交换介质包括极性溶剂、第二非极性溶剂和水溶性配体，所述量子点表面结合有油溶性有机配体。利用透析袋里外的配体溶液浓度差，透析袋中量子点原表面的油溶性有机配体会部分进到透析袋外的交换介质中，而交换介质中的水溶性配体会进到透析袋中与量子点表面的阳离子结合，在量子点表面形成油溶性有机配体、水溶性配体混合配体。这样经过配体交换的量子点，表面为油溶性有机配体和水溶性配体，能平衡器件发光层中电子与空穴传输速率，提高发光层的载流子迁移率，从而提高器件的发光效率和使用寿命。本专利技术提出的配体交换方法操作简单，能有效地进行配体交换，且交换后不需要进行清洗，不需要加入沉淀剂，能保证量子点的产率和发光效率。具体实施方式本专利技术提供一种量子点的配体交换方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种量子点的配体交换方法，其中，包括步骤：提供量子点溶液，所述量子点溶液包括量子点和第一非极性溶剂，其中，所述量子点表面结合有油溶性有机配体；将所述量子点溶液装入透析袋中后，置于交换介质中，形成配体交换反应体系，其中所述交换介质包括极性溶剂、第二非极性溶剂和水溶性配体；使油溶性有机配体脱离量子点表面后进入交换介质中，使交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。本实施例的配体交换方法通过将量子点溶液置于透析袋中，然后放置在交换介质中，其中所述量子点溶液中含有量子点，所述量子点表面结合有油溶性有机配体，所述交换介质中含有极性溶剂、第二非极性溶剂和水溶性配体。利用透析袋里外的配体溶液浓度差，透析袋中量子点原表面的油溶性有机配体会部分进到透析袋外的交换介质中，而交换介质中的水溶性配体会进到透析袋中与量子点表面的阳离子结合，在量子点表面形成油溶性有机配体、水溶性配体混合配体。这样经过配体交换的量子点，表面为油溶性有机配体和水溶性配体混合配体，能平衡器件发光层中电子与空穴传输速率，提高发光层的载流子迁移率，从而提高器件的发光效率和使用寿命。本实施例提出的配体交换方法操作简单，能有效地进行配体交换，且交换后不需要进行清洗，不需要加入沉淀剂，能保证量子点的产率和发光效率。下面对本实施例的配体交换机理作详细介绍：分别提供量子点溶液和交换介质。然后将量子点溶液用透析袋装好，置于交换介质中，使油溶性有机配体脱离量子点表面，使交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。由于以下原因：1.透析袋的截留分子量较小，只允许配体分子通过，而颗粒大于3.5nm的量子点不能通过，因此配体分子可以自由通过透析袋里外。2.透析袋里外溶液中表面配体具有浓度差，促使部分油溶性有机配体溢出透析袋外，部分水溶性配体进入透析袋内。3.量子点表面的阳离子，还能与强结合能力的配体结合。交换介质中水溶性配体为卤素离子及巯基配体，与量子点表面分别能以离子键和氢键结合，结合能力强，所述水溶性配体通过透析袋进入量子点溶液中在量子点表面形成水溶性配体。经过一段时间的反应，量子点溶液中的量子点表面配体由油溶性有机配体转换为油溶性有机配体/水溶性配体混合配体。采用这种方法进行配体交换，配体交换后的量子点，其表面为油溶性有机配体、水溶性配体混合配体，能平衡器件发光层中电子与空穴传输速率，提高发光层的载流子迁移率，从而提高器件的发光效率和使用寿命。本实施例提出的配体交换方法操作简单，能有效地进行配体交换，且交换后不需要进行清洗，不需要加入沉淀剂，能保证量子点的产率和发光效率。在一种优选的实施方式中，将所述极性溶剂和所述第二非极性溶剂混合，使油溶性有机配体脱离量子点表面，使交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。对所述极性溶剂和所述第二非极性溶剂进行混合处理，能够提高配体交换的速率，并能够确保配体交换充分。进一步在一种优选的实施方式中，搅拌所述交换介质，使油溶性有机配体脱离量子点表面，使交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。对所述极性溶剂和所述第二非极性溶剂进行搅拌处理，能够进一步提高配体交换的速率，并能够最大化确保配体交换充分。在一种优选的实施方式中，所述油溶性有机配体选自碳原子数大于等于8的直链有机配体、支链碳原子数大于等于4的仲胺或叔胺、取代或未取代的烷胺基膦、取代或未取代的烷氧基膦和取代或未取代的硅烷基膦中的一种或多种等中的一种或多种。进一步在一种优选的实施方式中，所述碳原子数大于等于8的直链有机配体选自碳原子数大于等于8的有机羧酸、碳原子数大于等于8的硫醇、碳原子数大于等于8的有机磷酸和碳原子数大于等于8的伯胺中的一种或多种。作为举例，所述碳原子数大于等于8的有机羧酸选自辛酸、壬酸、癸酸、十一烷基酸、十二烷基酸、十三烷基酸、十四烷基酸、十六烷基酸和十八烷基酸等中的一种或多种。作为举例，所述碳原子数大于等于8的硫醇选自辛硫醇、壬硫醇、癸硫醇、十二硫醇、十四硫醇、十六硫醇和十八硫醇等中的一种或多种。作为举例，所述碳原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子点的配体交换方法，其特征在于，包括步骤：/n提供量子点溶液，所述量子点溶液包括量子点和第一非极性溶剂，其中，所述量子点表面结合有油溶性有机配体；/n将所述量子点溶液装入透析袋中后，置于交换介质中，形成配体交换反应体系，其中所述交换介质包括极性溶剂、第二非极性溶剂和水溶性配体；/n使油溶性有机配体脱离量子点表面，使交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子点的配体交换方法，其特征在于，包括步骤：
提供量子点溶液，所述量子点溶液包括量子点和第一非极性溶剂，其中，所述量子点表面结合有油溶性有机配体；
将所述量子点溶液装入透析袋中后，置于交换介质中，形成配体交换反应体系，其中所述交换介质包括极性溶剂、第二非极性溶剂和水溶性配体；
使油溶性有机配体脱离量子点表面，使交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。


2.根据权利要求1所述的量子点的配体交换方法，其特征在于，将所述极性溶剂和所述第二非极性溶剂混合，使油溶性有机配体脱离量子点表面，使交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。


3.根据权利要求1所述的量子点的配体交换方法，其特征在于，搅拌所述交换介质，使油溶性有机配体脱离量子点表面，使交换介质中的水溶性配体进入透析袋中与量子点结合。


4.根据权利要求1所述的量子点的配体交换方法，其特征在于，所述油溶性有机配体选自碳原子数大于等于8的直链有机配体、支链碳原子数大于等于4的仲胺或叔胺、取代或未取代的烷胺基膦、取代或未取代的烷氧基膦和取代或未取代的硅烷基膦中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的量子点的配体交换方法，其特征在于，所述水溶性配体选自卤素离子配体、碳原子数小于8的巯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶炜浩，覃辉军，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44