CN105295891A - 石墨烯包裹量子点复合球的制备方法及石墨烯包裹量子点复合球 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种石墨烯包裹量子点复合球的制备方法及石墨烯包裹量子点复合球。本发明的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，采用石墨烯包裹量子点，所得到的石墨烯包裹量子点复合球具有很好的分散稳定性，制作方法简单；本发明的石墨烯包裹量子点复合球，利用石墨烯优异的防水氧能力可以对量子点进行有效的保护，同时利用石墨烯的疏水性可有效提高量子点在胶水、光阻材料等材料中的分散性，因此该石墨烯包裹量子点复合球具有很好的分散稳定性，从而方便用于制成量子点膜，简化了量子点膜的制作工艺。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种石墨烯包裹量子点复合球的制备方法及石墨烯包裹量子点复合球。
背景技术
随着显示技术的不断发展，人们对显示装置的显示质量要求也越来越高。目前市面上的液晶电视能表现的色域在68％-72％NTSC(NationalTelevisionStandardsCommittee)之间，因而不能提供高品质的色彩效果。为提高液晶电视的表现色域，高色域背光技术正成为行业内研究的重点。
量子点材料(QuantumDots，简称QDs)是指粒径在1-100nm的半导体晶粒。由于QDs的粒径较小，小于或者接近相应体材料的激子波尔半径，产生量子限域效应，本体材料连续的能带结构会转变为分立的能级结构，在外部光源的激发下，电子会发生跃迁，发射荧光。
QDs这种特殊的分立能级结构使其半波宽较窄，因而可发出较高纯度的单色光，使得量子点显示器相比于传统显示器具有更高的发光效率。同时，由于QDs的能级带隙，受其尺寸影响较大，可以通过调控QDs的尺寸或使用不同成分的QDs来激发出不同波长的光。为了满足人们对显示器宽色域、色彩高饱和度的需求，通过在背光结构中加入光致发光的量子点膜成为各大显示器厂商的有效选择，但是，这种目前应用较广泛的背光加强量子点膜价格较昂贵，而且独立的QDs膜增加了显示屏模组的厚度，不符合轻薄化的趋势。因此，人们将QDs与偏光片上的各层结构结合，制作成含QDs的偏光片，或者将QDs与彩色光阻材料混合后，一起成型而形成彩色过滤层，这样不仅可以节省单独制备量子点膜的成本，而且可以有效地降低整个模组的厚度。但是，由于QDs易受外界环境的影响，对水和氧气较敏感，容易影响其发光效率和使用寿命。为了避免外界环境对QDs的影响，通常使用胶材包裹住QDs，从而在QDs表层形成隔离层，有效地保护QDs。但是，选择一款合适的，粘度适合的胶水既能够包裹QDs又能够在彩色光阻溶剂中分散均匀，显得困难重重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，采用石墨烯对量子点进行封装，所得到的石墨烯包裹量子点复合球具有很好的分散稳定性，且制作方法简单。
本发明的目的还在于提供一种石墨烯包裹量子点复合球，采用石墨烯对量子点进行封装，利用石墨烯隔绝水氧的特性，有效避免外界环境对量子点的影响，同时由于石墨烯表面疏水的特性，使得该石墨烯包裹量子点复合球具有很好的分散稳定性，从而方便用于制成量子点膜，简化了量子点膜的制作工艺。
为实现上述目的，本发明提供一种石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将量子点与一定浓度的石墨烯溶液按照一定的比例进行混合、搅拌，得到混合均匀的混合液；
步骤2、将混合液倒入离心管后，放入离心机内进行离心；
步骤3、离心结束后倒掉上清液，将离心管底的沉淀物取出并在一定温度下烘干使其干燥，得到石墨烯包裹量子点复合球。
所述石墨烯溶液内的石墨烯为石墨烯纳米片，该石墨烯纳米片的层数为1～3层。
所述量子点为油溶性量子点，所述石墨烯溶液的溶剂为有机溶剂。
所述有机溶剂为乙醇、甲基吡咯烷酮、或二甲基甲酰胺。
所述量子点为水溶性量子点，所述石墨烯溶液的溶剂为水。
所述量子点包括以下掺杂或非掺杂的量子点中的一种或多种：硫化锌、硫化镉、氧化锌、氮化镓、硒化镓、硒化锌、硒化镉、碲化锌、碲化镉、碲化铅、磷化铟、及砷化镓。
所述量子点包括石墨烯量子点和碳量子点中的一种或多种。
所述步骤1中，所述石墨烯溶液的浓度为0.01mg/ml～2mg/ml，所述量子点与石墨烯溶液按照石墨烯与量子点的质量比为1:10～1:100进行混合、搅拌，搅拌时间为5min～120min。
所述步骤2中，在转速2000rpm～8000rpm下对所述混合液进行离心，离心时间为1min～60min；所述步骤3中，烘干温度为80℃～120℃，烘干时间为10min～60min。
本发明还提供一种石墨烯包裹量子点复合球，包括位于外层的石墨烯、及被石墨烯包裹的量子点，其中，所述石墨烯为石墨烯纳米片，该石墨烯纳米片的层数为1～3层。
本发明的有益效果：本发明提供了一种石墨烯包裹量子点复合球的制备方法及石墨烯包裹量子点复合球。本发明的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，采用石墨烯包裹量子点，所得到的石墨烯包裹量子点复合球，具有很好的分散稳定性，制作方法简单；本发明的石墨烯包裹量子点复合球，利用石墨烯具有优异的防水氧能力对量子点进行有效的保护，同时利用石墨烯的疏水性可有效提高量子点在胶水、光阻材料等材料中的分散性，因此该石墨烯包裹量子点复合球具有很好的分散稳定性，从而方便用于制成量子点膜，简化了量子点膜的制作工艺。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明首先提供一种石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将量子点与一定浓度的石墨烯溶液按照一定的比例进行混合、搅拌，得到混合均匀的混合液；
具体的，考量到石墨烯的透光性，为使所得到的被石墨烯包裹的量子点的发光性不受影响，所述石墨烯溶液内的石墨烯为层数为1～3层的石墨烯纳米片。
具体的，当所述量子点为油溶性量子点时，所述石墨烯溶液的溶剂为有机溶剂；优选的，所述有机溶剂为乙醇、甲基吡咯烷酮(NMP)、或二甲基甲酰胺(DMF)；而当所述量子点为水溶性量子点时，所述石墨烯溶液的溶剂为水。
具体的，所述量子点可以包括以下掺杂或非掺杂的量子点中的一种或多种：硫化锌、硫化镉、氧化锌、氮化镓、硒化镓、硒化锌、硒化镉、碲化锌、碲化镉、碲化铅、磷化铟、及砷化镓。所述量子点还可以包括石墨烯量子点和碳量子点等。
具体的，所述石墨烯溶液的浓度为0.01mg/ml～2mg/ml，所述量子点与石墨烯溶液按照石墨烯与量子点的质量比为1:10～1:100进行混合、搅拌，搅拌时间为5min～120min。
步骤2、将混合液倒入离心管后，放入离心机内，在转速2000rpm～8000rpm下进行离心1min～60min。
步骤3、离心结束后倒掉上清液，将离心管底的沉淀物取出并在80～120℃下烘干10min～60min使其干燥，得到石墨烯包裹量子点复合球。
基于上述制备方法，本发明还提供一种石墨烯包裹量子点复合球，包括位于外层的石墨烯、及被石墨烯包裹的量子点，其中，所述石墨烯为石墨烯纳米片，该石墨烯纳米片的层数为1～3层。
具体的，所述量子点可以包括以下掺杂或非掺杂的量子点中的一种或多种：硫化锌、硫化镉、氧化锌、氮化镓、硒化镓、硒化锌、硒化镉、碲化锌、碲化镉、碲化铅、磷化铟、及砷化镓；所述量子点还可以包括石墨烯量子点和碳量子点等。
所述石墨烯包裹量子点复合球可用于与胶水，溶剂，色阻材料，或者其它材料混合，制作量子点膜，所述量子点膜用于显示装置的背光结构、偏光片、或彩色滤光片中，可以提高显示装置的色域和色彩饱和度。
本发明制得的石墨烯包裹量子点复合球，采用具有柔性的层数为1～3层的石墨烯纳米片包裹量子点，由于石墨烯优异的隔水隔氧能力，当较大尺寸的石墨烯纳米片将量子点团团包裹住时，由于石墨烯表面碳原子之间的较强范德华力，交联重叠的石墨烯纳米片可形成密实的封口，如麻袋一样，将量子点封装住，从而可以对量子点进行很好的保护；同时又由于石墨烯属于无机物，表面疏水，可以很容易的分散在胶水、光阻材料等其他材料中，而且不会影响胶水、光阻材料本身的性能，进而提高了量子点的分散性，因此，本发明的石墨烯包裹量子点复合球易于分散在溶剂、胶水、光阻材料等材料中而形成量子点膜，简化了现有量子点膜的制作工艺。
以下为本发明的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法的优选实施例：
实施案例1：
将由石墨烯分散在有机溶剂NMP中而得到的石墨烯溶液(浓度为0.01mg/ml)，与油溶性量子点混合(按照石墨烯：量子点＝1:10的质量比)，搅拌均匀后(搅拌时间为5min)，离心(离心机转速为2000rpm，离心时间为60min)，再将离心管底的沉淀物取出，在80℃下烘干10min后，即得到石墨烯包裹量子点复合球。
实施案例2：
将由石墨烯分散在有机溶剂NMP中而得到的石墨烯溶液(浓度为2mg/ml)，与油溶性量子点混合(按照石墨烯：量子点＝1:50的质量比)，搅拌均匀后(搅拌时间为120min)，离心(离心机转速为8000rpm，离心时间为1min)，再将离心管底的沉淀物取出，在120℃下烘干10min后，即得到石墨烯包裹量子点复合球。
实施案例3：
将由石墨烯分散在有机溶剂DMF中而得到的石墨烯溶液(浓度为1mg/ml)，与油溶性量子点混合(按照石墨烯：量子点＝1:100的质量比)，搅拌均匀后(搅拌时间为60min)，离心(离心机转速为5000rpm，离心时间为30min)，再将离心管底的沉淀物取出，在100℃下烘干60min后，即得到石墨烯包裹量子点复合球。
实施案例4：
将由石墨烯分散在分散在有机溶剂乙醇中而得到的石墨烯溶液(浓度为0.8mg/ml)，与油溶性量子点混合(按照石墨烯：量子点＝1:30的质量比)，搅拌均匀后(搅拌时间为100min)，离心(离心机转速为6000rpm，离心时间为20min)，再将离心管底的沉淀物取出，在100℃下烘干30min后，即得到石墨烯包裹量子点复合球。
实施案例5：
将石墨烯水溶液(浓度为0.01mg/ml)与水溶性量子点混合(按照石墨烯：量子点＝1:100的质量比)，搅拌均匀后(搅拌时间为10min)，离心(离心机转速4000rpm，离心时间为50min)，再将离心管底的沉淀物取出，在80℃下烘干60min后，即得到石墨烯包裹量子点复合球。
实施案例6：
将石墨烯水溶液(浓度为0.5mg/ml)与水溶性量子点混合(按照石墨烯：量子点＝1:50的质量比)，搅拌均匀后(搅拌时间为5min)，离心(离心机转速2000rpm，离心时间为60min)，再将离心管底的沉淀物取出，在120℃下烘干10min后，即得到石墨烯包裹量子点复合球。
实施案例7：
将石墨烯水溶液(浓度为2mg/ml)与水溶性量子点混合(按照石墨烯：量子点＝1:10的质量比)，搅拌均匀后(搅拌时间为120min)，离心(离心机转速8000rpm，离心时间为1min)，再将离心管底的沉淀物取出，在120℃下烘干30min后，即得到石墨烯包裹量子点复合球。
实施案例8：
将石墨烯水溶液(浓度为1mg/ml)与水溶性量子点混合(按照石墨烯：量子点＝1:30的质量比)，搅拌均匀后(搅拌时间为60min)，离心(离心机转速6000rpm，离心时间为30min)，再将离心管底的沉淀物取出，在100℃下烘干60min后，即得到石墨烯包裹量子点复合球。
综上所述，本发明石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，采用石墨烯包裹量子点，所得到的石墨烯包裹量子点复合球具有很好的分散稳定性，制作方法简单；本发明的石墨烯包裹量子点复合球，利用石墨烯具有优异的防水氧能力对量子点进行有效的保护，同时利用石墨烯的疏水性可有效提高量子点在胶水、光阻材料等材料中的分散性，因此该石墨烯包裹量子点复合球具有很好的分散稳定性，从而方便用于制成量子点膜，简化了量子点膜的制作工艺。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将量子点与一定浓度的石墨烯溶液按照一定的比例进行混合、搅拌，得到混合均匀的混合液；
步骤2、将混合液倒入离心管后，放入离心机内进行离心；
步骤3、离心结束后倒掉上清液，将离心管底的沉淀物取出并在一定温度下烘干使其干燥，得到石墨烯包裹量子点复合球。
2.如权利要求1所述的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，其特征在于，所述石墨烯溶液内的石墨烯为石墨烯纳米片，该石墨烯纳米片的层数为1～3层。
3.如权利要求1所述的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，其特征在于，所述量子点为油溶性量子点，所述石墨烯溶液的溶剂为有机溶剂。
4.如权利要求3所述的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、甲基吡咯烷酮、或二甲基甲酰胺。
5.如权利要求1所述的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，其特征在于，所述量子点为水溶性量子点，所述石墨烯溶液的溶剂为水。
6.如权利要求1所述的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，其特征在于，所述量子点包括以下掺杂或非掺杂的量子点中的一种或多种：硫化锌、硫化镉、氧化锌、氮化镓、硒化镓、硒化锌、硒化镉、碲化锌、碲化镉、碲化铅、磷化铟、及砷化镓。
7.如权利要求1所述的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，其特征在于，所述量子点包括石墨烯量子点和碳量子点中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述石墨烯溶液的浓度为0.01mg/ml～2mg/ml，所述量子点与石墨烯溶液按照石墨烯与量子点的质量比为1:10～1:100进行混合、搅拌，搅拌时间为5min～120min。
9.如权利要求1所述的石墨烯包裹量子点复合球的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，在转速2000rpm～8000rpm下对所述混合液进行离心，离心时间为1min～60min；所述步骤3中，烘干温度为80℃～120℃，烘干时间为10min～60min。
10.一种石墨烯包裹量子点复合球，其特征在于，包括位于外层的石墨烯、及被石墨烯包裹的量子点，其中，所述石墨烯为石墨烯纳米片，该石墨烯纳米片的层数为1～3层。
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