CN105038797A - 一种掺杂型锌铟硫量子点的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种量子点的制备方法。该方法的具体步骤为：先将铜盐、锰盐、锌盐、铟盐、硫、烷基硫醇、脂肪胺，加入到三口烧瓶中，搅拌并加热一定时间。然后将溶液冷却至60度，加入量子点溶剂和量子点沉淀剂，得到浑浊溶液。将浑浊溶液在离心机中离心10分钟，在得到的沉淀中加入量子点溶剂，即得到分散在溶剂中的掺杂型锌铟硫量子点。锌铟硫量子点本身不含镉元素，再对其掺入非镉元素，可实现整个量子点结构的无镉化，安全环保，并能拥有优异的性质，有极大的工业发展前景。本发明旨在提供一种能够进行拥有良好光线性能的、不含镉的量子点的制备方法。

Description

一种掺杂型锌铟硫量子点的制备方法

技术领域

本发明属于纳米新材料领域，具体更涉及一种具有良好发光性能、并且拥有掺杂型结构组成的锌铟硫量子点的制备方法。

背景技术

量子点由于具有窄且对称的发射峰、高的光稳定性和高发光效率等优势，已经作为有机染料的替代物应用于很多领域，如显示或发光器件、太阳能电池和生物标记等等。已有诸多文献报道合成出拥有优秀光电性能的量子点（发明专利：低温溶剂法制备半导体量子点材料的方法，申请号200310122744；发明专利：CdSe/CdS或CdSe/ZnS核/壳型量子点的制备方法；发明专利：CdTeS量子点的制备，申请号200610014771.1等），但这些方法普遍存在的问题是含有对人体和环境有毒的镉元素，因此限制了生产和使用；拥有掺杂型结构的量子点，它们不仅仅具有量子点本身特点，还有一些自身独特优势，如含少量镉甚至无镉元素、高热稳定性和化学稳定性、大的斯托克斯位移和长的荧光寿命等等。对于掺杂型量子点，目前已有一定的研究（如发明专利：铜铟掺杂硫化镉量子点敏化太阳能电池其及制备方法，申请号：201210520487.7；发明专利：一种提高Mn掺杂量子点光学性能的方法，申请号：201210450942.0；发明专利：锰铜掺杂硫化镉量子点敏化太阳能电池及其制备方法）。然而对于锌铟硫量子点的掺杂却鲜有文献报道；锌铟硫量子点本身不含镉元素，再对其掺入非镉元素，可实现整个量子点结构的无镉化，安全环保，并能拥有优异的性质，有极大的工业发展前景。本发明旨在提供一种能够进行拥有良好光线性能的、不含镉的量子点的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子点的制备方法，所制备的量子点性能优良，粒径均匀，分散性好，荧光发光亮度高，能够在生物标记，太阳能电池，液晶显示器等方面得到应用；

一种掺杂型锌铟硫量子点的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.按原子个数计，将0-10份的铜盐、0-10份的锰盐、5-50份的锌盐、2-50份的铟盐、50-150份的硫粉、6000-15000份的烷基硫醇、20000份的脂肪胺，加入到三口烧瓶中，搅拌使其均匀分散，并加热溶液，使其升温至一定温度，然后保持该温度一段时间；

b.将步骤a所得到的溶液冷却至60度，加入50000份的量子点溶剂和50000份的量子点沉淀剂，得到浑浊溶液；

c.将步骤b的浑浊溶液，在离心机中离心10分钟，在得到的沉淀中加入50000份的量子点溶剂，即得到分散在溶剂中的掺杂型锌铟硫量子点；

上述的铜盐为硝酸铜，硫酸铜，羧酸铜，磷酸铜，卤化铜，磺酸铜中的一种；在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的铜盐也被考虑在内；

上述的锰盐为硝酸锰，硫酸锰，羧酸锰，磷酸锰，卤化锰，磺酸锰中的一种；在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的锰盐也被考虑在内；

上述的锌盐为硝酸锌，硫酸锌，羧酸锌，磷酸锌，卤化锌，磺酸锌中的一种；在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的锌盐也被考虑在内；

上述的铟盐为硝酸铟，硫酸铟，羧酸铟，磷酸铟，卤化铟，磺酸铟中的一种；在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的铟盐也被考虑在内；

上述的烷基硫醇包括己硫醇，庚硫醇，辛硫醇，壬硫醇，癸硫醇，十二硫醇，十四硫醇，十八硫醇；在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的烷基硫醇化合物也被考虑在内；发明中的烷基硫醇化合物含有上述的至少一种；

上述的脂肪胺包括己胺，庚胺，辛胺，壬胺，癸胺，十一胺，十二胺，十五胺，十六胺，十八胺，二十胺，己烯胺，庚烯胺，辛烯胺，壬烯胺，癸烯胺，十一烯胺，十二烯胺，十五烯胺，十六烯胺，十八烯胺，二十烯胺；在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的脂肪胺化合物也被考虑在内；发明中的脂肪胺化合物含有上述的至少一种；

上述的量子点溶剂包括但不限于苯，甲苯，对二甲苯，己烷，环己烷，二氯甲烷，氯仿，四氯化碳等常见有机溶剂；

上述的量子点沉淀剂包括但不限于甲醇，乙醇，丙酮，乙腈等；

本发明的优点在于：本发明制备方法简单，操作性强，产品性能好，符合进一步生产和应用的需求。

附图说明

图1为本发明实施例1所得的掺杂型锌铟硫量子点的荧光曲线图；

图2为本发明实施例1所得的掺杂型锌铟硫量子点的紫外-可见吸收光谱图；

图3为本发明实施例1所得的掺杂型锌铟硫量子点的透射电镜图；

图4为本发明实施例2所得的掺杂型锌铟硫量子点的荧光曲线图；

图5为本发明实施例2所得的掺杂型锌铟硫量子点的紫外-可见吸收光谱图；

图6为本发明实施例2所得的掺杂型锌铟硫量子点的透射电镜图；

图7为本发明实施例3所得的掺杂型锌铟硫量子点的荧光曲线图；

图8为本发明实施例3所得的掺杂型锌铟硫量子点的紫外-可见吸收光谱图；

图9为本发明实施例3所得的掺杂型锌铟硫量子点的透射电镜图。

具体实施方式

一下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述；以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不限于本发明的范围；

实施例1：按原子个数计，配方如下：

氯仿溶液50000份

甲醇50000份

十二烯胺20000份

十四硫醇10000份

硫100份

硫酸铜2份

硝酸锌10份

乙酸铟10份

制备工艺：

a.按原子个数计，将2份硫酸铜、10份硝酸锌，10份乙酸铟，100份的硫、10000份的十四硫醇、20000份的十二烯胺，加入到三口烧瓶中，搅拌使其均匀分散，并加热溶液，使其升温至300摄氏度，然后保持该温度240分钟；

b.将步骤a所得到的溶液冷却至60度，加入50000份的氯仿和50000份的甲醇，得到浑浊溶液；

c.将步骤b的浑浊溶液，在离心机中离心10分钟，在得到的沉淀中加入50000份的氯仿，即得到分散在氯仿中的掺杂型锌铟硫量子点；

实施例2：按原子个数计，配方如下：

氯仿溶液50000份

甲醇50000份

十八烯胺25000份

十二硫醇9000份

硫80份

氯化锰1份

硝酸锌10份

乙酸铟10份

制备工艺：

a.按原子个数计，将1份的氯化锰、10份硝酸锌，10份乙酸铟，80份的硫、10000份的十二硫醇、20000份的十八烯胺，加入到三口烧瓶中，搅拌使其均匀分散，并加热溶液，使其升温至280摄氏度，然后保持该温度300分钟；

b.将步骤a所得到的溶液冷却至60度，加入50000份的氯仿和50000份的甲醇，得到浑浊溶液；

c.将步骤b的浑浊溶液，在离心机中离心10分钟，在得到的沉淀中加入50000份的氯仿，即得到分散在氯仿中的掺杂型锌铟硫量子点；

实施例3：按原子个数计，配方如下：

甲苯溶液50000份

丙酮50000份

十二烯胺20000份

十四硫醇10000份

硫120份

硝酸铜1份

乙酸锰1份

硫酸锌15份

碘化铟15份

制备工艺：

a.按原子个数计，将2份硝酸铜、2份的乙酸锰、10份硫酸锌，10份碘化铟，100份的硫、10000份的十四硫醇、20000份的十二烯胺，加入到三口烧瓶中，搅拌使其均匀分散，并加热溶液，使其升温至290摄氏度，然后保持该温度180分钟；

b.将步骤a所得到的溶液冷却至60度，加入50000份的甲苯和50000份的丙酮，得到浑浊溶液；

c.将步骤b的浑浊溶液，在离心机中离心10分钟，在得到的沉淀中加入50000份的甲苯，即得到分散在氯仿中的掺杂型锌铟硫量子点。

Claims (10)

1.一种掺杂型锌铟硫量子点，其特征在于：每100毫升量子点溶液中含有0.1克-5克掺杂型锌铟硫量子点，所述的量子点粒径在3纳米-10纳米范围，荧光发光范围在450纳米-750纳米之间，量子点溶液为有色的透明溶液。

2.一种掺杂型锌铟硫量子点的制备方法，其特征在于该方法的步骤为：将铜盐、锰盐、锌盐、铟盐、硫、脂肪胺混合并加热搅拌反应一定时间，通过沉淀、离心分离及再溶解，即可获得分散在溶剂中的掺杂型锌铟硫量子点。

3.如权利要求2所述的铜盐为硝酸铜，硫酸铜，羧酸铜，磷酸铜，卤化铜，磺酸铜中的一种，在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的铜盐也被考虑在内。

4.如权利要求2所述的锰盐为硝酸锰，硫酸锰，羧酸锰，磷酸锰，卤化锰，磺酸锰中的一种，在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的锰盐也被考虑在内。

5.如权利要求2所述的锌盐为硝酸锌，硫酸锌，羧酸锌，磷酸锌，卤化锌，磺酸锌中的一种，在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的锌盐也被考虑在内。

6.如权利要求2所述的铟盐为硝酸铟，硫酸铟，羧酸铟，磷酸铟，卤化铟，磺酸铟中的一种，在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的铟盐也被考虑在内。

7.如权利要求2所述的烷基硫醇包括己硫醇，庚硫醇，辛硫醇，壬硫醇，癸硫醇，十二硫醇，十四硫醇，十八硫醇，在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的烷基硫醇化合物也被考虑在内，发明中的烷基硫醇化合物含有上述的至少一种。

8.如权利要求2所述的脂肪胺包括己胺，庚胺，辛胺，壬胺，癸胺，十一胺，十二胺，十五胺，十六胺，十八胺，二十胺，己烯胺，庚烯胺，辛烯胺，壬烯胺，癸烯胺，十一烯胺，十二烯胺，十五烯胺，十六烯胺，十八烯胺，二十烯胺，在此没有列出的但是具有本公开所说明的特性的脂肪胺化合物也被考虑在内，发明中的脂肪胺化合物含有上述的至少一种。

9.如权利要求2所述的量子点溶剂包括但不限于苯，甲苯，对二甲苯，己烷，环己烷，二氯甲烷，氯仿，四氯化碳等常见有机溶剂。

10.如权利要求2所述的量子点沉淀剂包括但不限于甲醇，乙醇，丙酮，乙腈等。