CN105602545B - 具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法 - Google Patents

具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105602545B
CN105602545B CN201510997057.8A CN201510997057A CN105602545B CN 105602545 B CN105602545 B CN 105602545B CN 201510997057 A CN201510997057 A CN 201510997057A CN 105602545 B CN105602545 B CN 105602545B
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantum dot
preparation
microballoon
microsphere
optical gain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510997057.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105602545A (zh
Inventor
谢闯
杨丽静
侯宝红
郝红勋
龚俊波
陈巍
王永莉
尹秋响
王静康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201510997057.8A priority Critical patent/CN105602545B/zh
Publication of CN105602545A publication Critical patent/CN105602545A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105602545B publication Critical patent/CN105602545B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/56—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing sulfur
    • C09K11/562—Chalcogenides
    • C09K11/565—Chalcogenides with zinc cadmium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/62—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing gallium, indium or thallium
    • C09K11/621—Chalcogenides
    • C09K11/623—Chalcogenides with zinc or cadmium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
    • C09K11/881—Chalcogenides
    • C09K11/883—Chalcogenides with zinc or cadmium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法。通过分散、乳化、聚合固化、表面包覆等过程，经过Pickering乳液来制备稳定的、单分散性的大粒径微球载体，通过量子点在微球内的密堆积的方式复合到微球中，制备具有光学增益特性的量子点微球。本申请所得量子点微球产品，其球形度好，粒径分布均一(标准差小于15％)，粒径在5‑50μm范围内可控，克服了目前制备大粒径微球载体方法的相应缺点，解决了量子点微球制备的相关问题。这种稳定具有光学增益的量子点微球，在生物标记、分子检测和激光器领域具有潜在的应用。

Description

具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法
技术领域
本发明属于纳米微米复合材料领域，涉及一种具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法。
背景技术
纳米材料因为其独特的物理和化学性质，在过去的十几年已成为研究的热点。量子点是三维尺寸均处于纳米尺度的半导体纳米材料，具有优异的光学性能，其荧光发射谱亮度更高、宽度更窄、更加对称、频率可调，在生物标签、着色和诊断等生物医学领域和可调协发光二极管(LEDs)、太阳能电池、量子点微型激光器等光电领域应用前景远大。
然而，量子点由于尺寸小、性质敏感，难以单独地直接应用，将量子点复合于微米级载体中，形成纳米微米复合材料，是量子点应用的一大途径，如将量子点与聚合物微球复合形成荧光微球可用于生物医学的标记与诊断[Han MY,Nature Biotechnology 2001,19:631-635]。此外，量子点微米复合材料还可以产生异于量子点和微球的独特新性质，如量子点密堆积于微球表面形成的量子点微球可实现光学增益[Klimov VI,Science 2000,290:314-317]，甚至产生激光信号[Snee PT,Advanced Materials 2005,17:1131]，这将大大地拓展量子点特征和应用。
量子点微球复合材料是目前的研究热点。目前量子点与微球的复合过程多经过多步法实现：先分别制备量子点和微球，再设法将量子点组装到微球的表面或孔道中[SneePT,Advanced Materials 2005,17:1131][Zhang CF,Applied Physics Letters 2009,95][Li,M.X.,Nanoscale,2013.5(20):9598-9603]，这存在以下技术问题：
首先，微球载体的粒径要求不易实现。要想获得光学增益甚至激光信号，要求微球腔体的粒径大于5μm，且要求微球粒度分布均匀。目前常见无机物微球，如SiO2微球，通过晶体生长粒径很难做到3μm以上且保持粒度分布均一；常用聚合物微球的制备方法，如乳液聚合、分散聚合、种子溶胀聚合等，难以同时满足粒径和单分散性的要求。近年来，利用纳米颗粒稳定的皮克林(Pickering)乳液聚合可将稳定的乳液粒径范围控制在微米级-毫米级，这提供优秀的微球载体，但常规乳化是通过机械搅拌、超声的方式，对粒径小于5μm的乳液可以做到粒度分布均一，但对大粒径的乳液则仍难以做到单分散性[张卫红，高分子材料科学与工程,2012(08):14-17]。此外，利用Pickering乳液模板制备的大粒径微球，其球形度较差，这不利于产生光学增益的要求。
其次，微球上用以负载量子点的空间主要为多孔孔道，其尺寸要求不低于30nm。目前，多孔微球能实现均匀介孔孔道的孔径多集中在10nm以下，这种尺寸无法大量容纳量子点此外，对多种量子点的组装，难以准确控制进入孔道的量子点比例。
目前，这种量子点在微球的孔道和表面进行组装，量子点的堆积状态严重依赖外部环境，在应用场合易脱落、失效，稳定性差。
现有技术制备的量子点微球由于以上技术问题，产品光学增益性质不稳定，制备成功率低，不利于后续应用，亟需改进。
发明内容
针对目前量子点微球制备方法的问题，本申请通过Pickering乳液来制备稳定的、单分散性的大粒径微球载体，通过量子点在微球内的密堆积的方式复合到微球中，制备具有光学增益特性的量子点微球。
本申请的具有光学增益性质的单分散量子点微球的制备方法，具体步骤是：
(1)分散：将粒度分布均一的纳米球作为Pickering乳液的乳化剂分散到含有表面活性剂的水相中；将量子点、硅烷偶联剂与聚合物单体分散到油相中；
(2)乳化：将油相通过膜乳化器在水相中乳化得到水包油型乳液；
(3)聚合固化：通过光引发或引发剂引发使上述水包油型乳液滴中的聚合物单体聚合固化，形成纳米球壳层包裹的、内部含有量子点和聚合物内核的微球；
(4)表面包覆：将形成的微球经离心、水洗、醇洗后，分散到无水醇类溶剂中；向无水醇类溶剂中加入硅源，通过硅源水解，得到表面包裹SiO2保护层的微球；
(5)干燥：将所得包裹SiO2保护层的微球进行离心、水洗、加热干燥，得最终的量子点微球。
所述制备方法(1)中的纳米球材料的折射率不小于1.5，选自SiO2、TiO2、ZnS、PS、PMMA、PVP中的一种，要求纳米球粒度分布均一(统计的标准差不大于10％)，纳米球的平均粒径可根据微球粒径的要求在20-1000nm内选择一种，微球越大，所需纳米球的平均粒径越大。水相中纳米球用量的范围为0.2wt％-30wt％。
所述制备方法(1)中的表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠阴离子型，溴化十六烷基三甲铵阳离子型，十二烷基氨基丙酸两性离子型，以及司盘、吐温非离子型表面活性剂中的一种或几种。水相中表面活性剂的浓度为0.05wt％-3wt％。
所述制备方法(1)中的量子点为能发射荧光的单分散性半导体纳米粒子，其荧光发射峰宽度范围为20-110nm，选自CdSe、CdS、CdTe、CuInS2中的一种或几种。
所述制备方法(1)中的硅烷偶联剂选自具有C2-C18链的氯硅烷或氧硅烷中的一种，在油相中的浓度为40-100μL/mL；聚合物单体选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚氨酯的单体中的一种，其在油相中的浓度为0.15-0.8g/mL。
所述制备方法(1)中的油相为与水不互溶或微溶的有机液相，选自液态烃类、酰胺类有机溶剂中的一种，其与水相的体积比为4：1-1：4。
所述制备方法(2)中乳液滴平均粒径需控制在5-50μm的范围内；
所述制备方法(3)中聚合固化指乳液滴内聚合物单体的聚合固化，聚合固化温度不超过80℃。
所述制备方法(4)中无水醇类溶剂，选自甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种。硅源选自正硅酸甲酯(TMOS)或正硅酸乙酯(TEOS)中的一种。
所述制备方法(5)中的加热干燥，温度不超过80℃。
利用本申请提供的制备具有光学增益特性的量子点微球的方法，可以制得内部复合量子点的大粒径微球，在光源的激发下，不仅可以发射量子点的特征荧光谱峰，还可在激发光超过阈值后产生光学增益。
本申请可根据乳液滴、微球的目标粒径，选择外层纳米球的粒径，以提高乳液和微球的球形度与稳定性；所选纳米球的材质具有高折射率，能有效减少量子点发射光损失，有利于量子点微球光学增益性能的实现。
本申请在油相中加入硅烷偶联剂，一方面可将量子点富集到乳液滴内表面，另一方面还可以与壳层纳米球连接并部分固化，增强聚合固化前乳液的球形度与稳定性。这在目前的相关研究中尚未发现。
本申请通过膜乳化方式进行乳化，可保证步骤3所得大粒径微球粒径在5-50μm范围内可控，同时，保持其粒度分布均一，而常规机械搅拌、超声乳化方式做到的乳液和微球粒度分布较差，这会导致最终量子点微球产品丧失光学增益性能。
本申请中微球的表面包覆过程可起到稳定量子点微球和进一步改善微球球形度的作用，所用较高折射率的SiO2材料对量子点微球的光学增益的产生提供有利条件。这一过程在基于Pickering乳液制备微球的研究中尚未发现。
本申请所得量子点微球产品，其球形度好，粒径分布均一(标准差小于15％)，粒径在5-50μm范围内可控，克服了目前制备大粒径微球载体方法的相应缺点，解决了量子点微球制备的相关问题。
本申请制备得到的量子点微球在球形度和粒度分布上优于现有技术产品，如附图1、附图2所示。所得量子点微球能实现量子点光学性能的增益，表现为发光强度提高2倍以上，且发射峰的半高宽缩小一倍以上，如附图3所示。
现有技术制备量子点微球的方法是先分别制备量子点和微球，再将量子点在溶液中表面吸附堆积到微球载体的表面或孔道中，形成量子点微球。由于该吸附过程受量子点粒径的影响，该方法难以准确、有效地控制表面吸附的不同粒径量子点的比例；量子点的堆积状态严重依赖所处应用场合的物理化学环境，如在不同pH值的溶液中搅拌、加热、洗涤等，微球表面的量子点易脱落、失效，物理和光学稳定性差。
而本申请在分散-乳化-固化的微球形成过程中，同时将量子点复合到微球的内部，不同粒径的量子点可按精确的比例分散在油相中并被水相乳化、包裹，因此可精确地控制微球内部不同粒径量子点的比例，量子点被包裹在微球内部，与外界环境隔离，不易被氧化，不易脱落，因此可提高量子点微球的物理和光学性能的稳定性。本申请还通过步骤(4)表面包覆，在微球表面进一步包裹了高折射率的SiO2壳层，又进一步地提高量子点微球的物理和光学性能的稳定性。这种稳定具有光学增益的量子点微球，在生物标记、分子检测和激光器领域具有潜在的应用。
附图说明
图1本申请制备的5μm单分散性微球照片；
图2常规Pickering乳液法制备的5μm多分散性微球照；
图3本申请制备的20μm单分散性微球照片；
图4常规Pickering乳液法制备的20μm多分散性微球照片；
图5本申请制备的球形度完好的5μm量子点微球SEM照片；
图6常规Pickering乳液法所得5μm微球SEM照片；
图7本申请制备的量子点微球光学增益荧光发射谱图；
图8本申请制备的量子点微球的光学增益显微照片。
具体实施方式
下述实施例对本申请进行详细描述：
实施例1：
(1)将含有0.2wt％平均粒径为20nm、粒度分布标准差10％的SiO2纳米球、0.05wt％溴化十六烷基三甲铵的水相20mL置于烧杯中，在磁力搅拌下充分分散。将10mg荧光发射峰宽度为20nm的CdS/ZnS量子点、200μL乙烯基三甲氧硅烷、0.5g甲基丙烯酸甲酯分散到5mL无水甲苯中，待分散均匀后转入膜乳化器的压力罐中。
(2)选择平均孔径为1.4μm的膜，调节压力为48kPa进行乳化。
(3)向乳液中加入0.005g光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，将稳定的乳液置于紫外光固化仪下，在搅拌的作用下，通过光引发甲基丙烯酸甲酯聚合2h得到PMMA。
(4)将固化的微球经离心、水洗3次、乙醇洗2次，并分散到5mL无水乙醇中。向乙醇分散体系中加入40μL正硅酸乙酯，缓慢加入氨水共200μL，常温下保持搅拌4h。
(5)将所得的微球离心、水洗3次、乙醇洗2次，70℃下干燥最终得约5μm的量子点微球，与量子点的荧光发射峰相比，量子点微球的发射峰强度增强约2倍，宽度缩小1倍。
实施例2：
(1)将含有2wt％平均粒径为100nm、粒度分布标准差10％的TiO2纳米球、0.1wt％十二烷基磺酸钠的水相10mL置于烧杯中，在磁力搅拌下充分分散。将10mg荧光发射峰宽度为24nm的CdSe/ZnS量子点、5mgCdS/ZnS量子点、500μL十六烷基三氯硅烷、1g苯乙烯、0.01g引发剂偶氮二异丁腈分散到5mL无水十八烷中，待分散均匀后转入膜乳化器的压力罐中。
(2)选择平均孔径为2.5μm的膜，调节压力为24kPa进行乳化。
(3)将稳定的乳液在搅拌的作用下缓慢升温至80℃，并稳定8h聚合得到PS。
(4)将固化的微球经离心、水洗3次、甲醇洗2次，并分散到6mL无水乙醇中。向甲醇分散体系中加入40μL正硅酸甲酯，缓慢加入氨水共200μL，常温下保持搅拌12h。
(5)将所得的微球离心、水洗3次、乙醇洗2次，80℃下干燥得～10μm最终的量子点微球，与量子点的荧光发射峰相比，量子点微球的发射峰强度增强约4倍，宽度缩小2倍。
实施例3：
(1)将含有10wt％平均粒径为200nm、粒度分布标准差10％的PVP纳米球、1wt％吐温-80、0.5wt％十二烷基磺酸钠的水相10mL置于烧杯中，在磁力搅拌下充分分散。将20mg荧光发射峰宽度为110nm的CuInS2/ZnS量子点、1mL辛基三乙氧基硅烷、1.5g的2，4’-甲苯二异氰酸酯、0.005引发剂偶氮二异丁腈分散到10mL无水DMF中，待分散均匀后转入膜乳化器的压力罐中。
(2)选择平均孔径为6.6μm的膜，调节压力为5kPa进行乳化。
(3)将稳定的乳液在紫外固化仪下固化1h聚合得到PU，在搅拌的作用下缓慢升温至70℃，并稳定4h。
(4)将固化的微球经离心、水洗3次、乙醇洗2次，并分散到10mL无水乙醇中。向乙醇分散体系中加入50μL正硅酸乙酯，缓慢加入氨水共500μL，常温下保持搅拌24h。
(5)将所得的微球离心、水洗3次、乙醇洗2次，70℃下干燥得～20μm最终的量子点微球，与量子点的荧光发射峰相比，量子点微球的发射峰强度增强约3倍，宽度缩小2倍。
实施例4：
(1)将含有30wt％平均粒径为1000nm、粒度分布标准差10％的SiO2纳米球、3wt％吐温-80的水相5mL置于烧杯中，在磁力搅拌下充分分散。将20mg荧光发射峰宽度为26nm的CdTe/ZnS量子点、1mL十八烷基三氯硅烷分散到20mL的苯乙烯中，待分散均匀后转入膜乳化器的压力罐中。
(2)选择平均孔径为15μm的膜，调节压力为5kPa进行乳化。
(3)向乳液中加入0.005g引发剂过硫酸钾将稳定的乳液在紫外固化仪下固化1h聚合得到PS，在搅拌的作用下缓慢升温至70℃，并稳定24h。
(4)将固化的微球经离心、水洗3次、异丙醇洗2次，并分散到10mL无水乙醇中。向异丙醇分散体系中加入100μL正硅酸甲酯，缓慢加入氨水共1mL，常温下保持搅拌24h。
(5)将所得的微球离心、水洗3次、乙醇洗2次，80℃下干燥最终得～50μm的量子点微球，与量子点的荧光发射峰相比，量子点微球的发射峰强度增强约2倍，宽度缩小1倍。
实施例5：
(1)将含有2wt％平均粒径为100nm、粒度分布标准差10％的PS纳米球、0.1wt％十二烷基硫酸钠的水相10mL置于烧杯中，在磁力搅拌下充分分散。将10mg荧光发射峰宽度为24nm的CdSe/ZnS量子点、500μL十六烷基三氯硅烷、1g苯乙烯、0.01g引发剂偶氮二异丁腈分散到5mL无水正己烷中，待分散均匀后转入膜乳化器的压力罐中。
(2)选择平均孔径为2.5μm的膜，调节压力为24kPa进行乳化。
(3)将稳定的乳液在搅拌的作用下缓慢升温至80℃，并稳定8h聚合得到PS。
(4)将固化的微球经离心、水洗3次、正丁醇洗2次，并分散到6mL无水乙醇中。向正丁醇醇分散体系中加入40μL正硅酸甲酯，缓慢加入氨水共200μL，常温下保持搅拌12h。
(5)将所得的微球离心、水洗3次、乙醇洗2次，80℃下干燥得～10μm最终的量子点微球，其光学增益性质与实施例2类似。
实施例6：
(1)将含有10wt％平均粒径为200nm、粒度分布标准差10％的PMMA纳米球、1wt％吐温-80、0.5wt％司盘的水相10mL置于烧杯中，在磁力搅拌下充分分散。将20mg荧光发射峰宽度为110nm的CuInS2/ZnS量子点、1mL辛基三乙氧基硅烷、1.5g的2，4’-甲苯二异氰酸酯、0.005引发剂偶氮二异丁腈分散到10mL无水DMF中，待分散均匀后转入膜乳化器的压力罐中。
(2)选择平均孔径为6.6μm的膜，调节压力为5kPa进行乳化。
(3)将稳定的乳液在紫外固化仪下固化1h聚合得到PU，在搅拌的作用下缓慢升温至70℃，并稳定4h。
(4)将固化的微球经离心、水洗3次、乙醇洗2次，并分散到10mL无水乙醇中。向乙醇分散体系中加入50μL正硅酸乙酯，缓慢加入氨水共500μL，常温下保持搅拌24h。
(5)将所得的微球离心、水洗3次、乙醇洗2次，70℃下干燥得～20μm最终的量子点微球，其光学增益性质与实施例3类似。
实施例7：
(1)将含有2wt％平均粒径为100nm、粒度分布标准差10％的ZnS纳米球、0.1wt％十二烷基氨基丙酸的水相10mL置于烧杯中，在磁力搅拌下充分分散。将10mg荧光发射峰宽度为24nm的CdSe/ZnS量子点、5mgCdS/ZnS量子点、500μL十六烷基三氯硅烷、1g苯乙烯、0.01g引发剂偶氮二异丁腈分散到5mL无水十八烷中，待分散均匀后转入膜乳化器的压力罐中。
(2)选择平均孔径为2.5μm的膜，调节压力为24kPa进行乳化。
(3)将稳定的乳液在搅拌的作用下缓慢升温至80℃，并稳定8h聚合得到PS。
(4)将固化的微球经离心、水洗3次、甲醇洗2次，并分散到6mL无水乙醇中。向甲醇分散体系中加入40μL正硅酸甲酯，缓慢加入氨水共200μL，常温下保持搅拌12h。
(5)将所得的微球离心、水洗3次、乙醇洗2次，80℃下干燥得～10μm最终的量子点微球，其光学增益性质与实施例2类似。
本发明公开和提出的一种具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变原料，工艺参数等环节实验。本发明的方法与产品已通过较佳实例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和产品进行改动或适当的变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相似的替换和改动对本技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明的精神、范围和内容中。

Claims (10)

1.一种具有光学增益性质的单分散量子点微球的制备方法，其特征步骤是：
(1)分散：将粒度分布均一的纳米球作为Pickering乳液的乳化剂分散到含有表面活性剂的水相中；将量子点、硅烷偶联剂与聚合物单体分散到油相中；
(2)乳化：将油相通过膜乳化器在水相中乳化得到水包油型乳液；
(3)聚合固化：通过光引发或引发剂引发使上述水包油型乳液滴中的聚合物单体聚合固化，形成纳米球壳层包裹的、内部含有量子点和聚合物内核的微球；
(4)表面包覆：将形成的微球经离心、水洗、醇洗后，分散到无水醇类溶剂中；向无水醇类溶剂中加入硅源，通过硅源水解，得到表面包裹SiO2保护层的微球；
(5)干燥：将所得包裹SiO2保护层的微球进行离心、水洗、加热干燥，得最终的量子点微球。
2.如权利要求1所述的制备方法，步骤(1)中纳米球材料的折射率不小于1.5，选自SiO2、TiO2、ZnS、PS、PMMA、PVP中的一种；纳米球的平均粒径根据微球粒径的要求在20-1000nm，纳米球粒度分布均一的标准差小于等于10％；水相中纳米球用量的范围为0.2wt％-30wt％。
3.如权利要求1所述的制备方法，步骤(1)中表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠阴离子型，溴化十六烷基三甲铵阳离子型，十二烷基氨基丙酸两性离子型，以及司盘、吐温非离子型表面活性剂中的一种或几种；水相中表面活性剂的浓度为0.05wt％-3wt％。
4.如权利要求1所述的制备方法，步骤(1)中量子点为发射荧光的单分散性半导体纳米粒子，其荧光发射峰宽度范围为20-110nm，选自CdSe、CdS、CdTe、CuInS2中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的制备方法，步骤(1)中硅烷偶联剂选自具有C2-C18链的氯硅烷或氧硅烷中的一种，在油相中的浓度为40-100μL/mL；聚合物单体选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚氨酯的单体中的一种，其在油相中的浓度为0.15-0.8g/mL。
6.如权利要求1所述的制备方法，油相选自液态烃类、酰胺类有机溶剂中的一种，油相与水相的体积比为4：1-1：4。
7.如权利要求1所述的制备方法，步骤(2)中乳液平均粒径为5-50μm。
8.如权利要求1所述的制备方法，步骤(3)中聚合固化指乳液滴内聚合物单体的聚合固化，聚合固化温度不超过80℃。
9.如权利要求1所述的制备方法，步骤(4)中无水醇类溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种；硅源选自正硅酸甲酯或正硅酸乙酯中的一种。
10.如权利要求1所述的制备方法，步骤(5)中加热干燥的温度不超过80℃。
CN201510997057.8A 2015-12-24 2015-12-24 具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法 Active CN105602545B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510997057.8A CN105602545B (zh) 2015-12-24 2015-12-24 具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510997057.8A CN105602545B (zh) 2015-12-24 2015-12-24 具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105602545A CN105602545A (zh) 2016-05-25
CN105602545B true CN105602545B (zh) 2018-05-04

Family

ID=55982913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510997057.8A Active CN105602545B (zh) 2015-12-24 2015-12-24 具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105602545B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105957944B (zh) * 2016-06-27 2018-01-16 江门职业技术学院 含三带隙光子晶体的白光光源及其制备方法
CN106546748B (zh) * 2016-11-02 2018-08-17 南昌大学 一种以量子点荧光微球为竞争抗原载体的黄曲霉毒素b1检测方法
CN106568967B (zh) * 2016-11-02 2018-08-03 南昌大学 一种针对赭曲霉毒素a的灵敏检测方法
CN106568949B (zh) * 2016-11-02 2018-07-27 南昌大学 一种基于直接竞争荧光免疫分析的小分子半抗原检测方法
CN109423275B (zh) 2017-08-29 2020-03-31 纳晶科技股份有限公司 量子点组合物、量子点发光材料、其制备方法及含有其的发光器件
US11173464B2 (en) 2018-07-30 2021-11-16 Hrl Laboratories, Llc Methods for dissolving droplet particle assembly with co-solvent, and particle assemblies obtained therefrom
US11845061B1 (en) 2018-07-30 2023-12-19 Hrl Laboratories, Llc Complex structures obtained from dissolving-droplet nanoparticle assembly
US11167287B2 (en) 2018-07-30 2021-11-09 Hrl Laboratories, Llc Dissolving droplet microfluidic particle assembly devices and methods, and particle assemblies obtained therefrom
CN110567928B (zh) * 2019-09-30 2021-09-28 上海交通大学 一种基于量子点荧光纳米球的多元检测方法
EP3819354B1 (en) * 2019-11-08 2023-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Inznp/znse/zns quantum dots and composite and display device including the same
CN113025307B (zh) * 2019-12-24 2022-09-27 北京大学 一种基于二氧化钛/液晶/高分子复合材料的量子点荧光增强膜的制备方法
CN114806543B (zh) * 2022-04-14 2023-07-28 苏州纳玲珑生物科技有限公司 一种原位自生长的皮克林结构磁性荧光微球及其制备方法
CN115247060B (zh) * 2022-07-29 2024-06-04 厦门大学 一种量子点发光薄膜、制备及其在白光Mini-LED器件中的应用
CN116836704B (zh) * 2023-06-29 2024-06-21 苏州星烁纳米科技有限公司 一种荧光微球及其制备方法
CN117624427B (zh) * 2024-01-25 2024-04-23 山东省科学院激光研究所 一种激光增益介质及其制备方法、黄绿光激光器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102115508A (zh) * 2010-12-03 2011-07-06 黑龙江大学 一种微米级聚合物荧光微球的合成方法
CN102492428A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 无锡中德伯尔生物技术有限公司 一种均一荧光微球及其制备方法
CN102492073A (zh) * 2011-11-17 2012-06-13 无锡中德伯尔生物技术有限公司 一种基于量子点的磁性荧光多功能微球及其制备方法
CN103361067A (zh) * 2013-07-16 2013-10-23 天津大学 水溶性量子点荧光纳米球及其制备
CN103484101A (zh) * 2013-09-17 2014-01-01 中国工程物理研究院化工材料研究所 核壳结构荧光微球及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070099238A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-03 Sigalas Mihail M Enhancement of emission using metal coated dielectric nanoparticles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102115508A (zh) * 2010-12-03 2011-07-06 黑龙江大学 一种微米级聚合物荧光微球的合成方法
CN102492073A (zh) * 2011-11-17 2012-06-13 无锡中德伯尔生物技术有限公司 一种基于量子点的磁性荧光多功能微球及其制备方法
CN102492428A (zh) * 2011-11-22 2012-06-13 无锡中德伯尔生物技术有限公司 一种均一荧光微球及其制备方法
CN103361067A (zh) * 2013-07-16 2013-10-23 天津大学 水溶性量子点荧光纳米球及其制备
CN103484101A (zh) * 2013-09-17 2014-01-01 中国工程物理研究院化工材料研究所 核壳结构荧光微球及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bright,transparent,and light-emitting films using fluorescent QDs–polystyrene composite microspheres;Mao Mao等;《Materials Letters》;20130819;第111卷;第97-100页 *
Monodisperse Ultra-Large-Pore Silica Coated Polystyrene Core-Shell Microbeads via Layer-by-Layer Assembly for Nano-Micro Composite;Xie Chuang等;《TRANSACTIONS OF TIANJIN UNIVERSITY》;20151015;第21卷;第420-426页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105602545A (zh) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105602545B (zh) 具有光学增益性质的单分散性量子点微球的制备方法
Ghimire et al. Renaissance of Stöber method for synthesis of colloidal particles: New developments and opportunities
Costa et al. Size dependence of Stöber silica nanoparticle microchemistry
US8961825B2 (en) Fluorescent silica nanoparticles through silica densification
KR100875364B1 (ko) 광변색성 나노입자의 제조방법 및 이로부터 제조되는광변색성 나노 입자
CN102492428B (zh) 一种均一荧光微球及其制备方法
Matsuyama et al. Bioimaging application of highly luminescent silica-coated ZnO-nanoparticle quantum dots with biotin
CN100548465C (zh) 多重响应的高分子微囊及其制备方法
CN110078872A (zh) 包含聚合物基体和核壳纳米颗粒的复合材料系统、其制备方法及其应用
CN106634945A (zh) 一种荧光编码微球的制备方法
CN104449185A (zh) 防雾增透薄膜涂布液的制造方法
CN106311102A (zh) 一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法
Wang et al. Photo-and pH-responsive drug delivery nanocomposite based on o-nitrobenzyl functionalized upconversion nanoparticles
Baah et al. Microfluidic synthesis and post processing of non-spherical polymeric microparticles
CN106190101B (zh) 具有微结构表面的自支持薄膜及其制备方法
Wu et al. Thermosensitive Au-PNIPA yolk-shell particles as “nanoreactors” with tunable optical properties
CN107221829A (zh) 基于纳米颗粒掺杂的无序聚合物光纤随机激光器
Hirai et al. RETRACTED: Size-controlled spherical polymer nanoparticles: Synthesis with tandem acoustic emulsification followed by soap-free emulsion polymerization and one-step fabrication of colloidal crystal films of various colors
Yu et al. Preparation and performance of green targeted microcapsules encapsulating surfactants
CN107201690A (zh) 一种利用微球制备结构色涂层的方法
KR20180091975A (ko) 각도 의존성이 없는 콜로이드 구조체 및 이의 제조 방법
Wang et al. Near infrared to ultraviolet upconversion nanocomposite for controlling the permittivity of polyspiropyran shell
Liu et al. One-step synthesis of dye-incorporated porous silica particles
Si et al. Synthesis of biomimetic brochosome-shaped microspheres via droplets assembly strategy
Wen et al. Temperature-responsive microcapsule hydrogel fabricated by pickering emulsion polymerization for pheromones application

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 300350 Haijing garden, Haihe Education Park, Jinnan, Tianjin, 135, Tianjin University.

Patentee after: Tianjin University

Address before: 300072 Tianjin City, Nankai District Wei Jin Road No. 92, Tianjin University

Patentee before: Tianjin University