CN106479503A - 一种量子点固态膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种量子点固态膜及其制备方法，方法包括步骤：首先将亲水端具有电负性的配体对量子点进行表面修饰或配体交换，得到带有电负性配体的量子点，接着将带有电负性配体的量子点分散于水中并搅拌均匀，得到量子点溶液；然后将电极板置于量子点溶液中，通过电泳沉积的方法在电极板上沉积量子点，形成量子点固体薄膜。本发明通过对量子点进行表面修饰或配体交换，然后再利用电泳技术沉积量子点固态膜，从而有效解决旋涂法不能大面积制备平整量子点固态膜的问题。本发明方法简单，实现成本较低，适合低成本大规模制备。
Description
技术领域
本发明涉及量子点膜技术领域，尤其涉及一种量子点固态膜及其制备方法。
背景技术
发光量子点（QD）作为下一代新型显示材料备受人们的关注，因此如何把发光量子点简单有效的制备成平整的量子点固态膜成为量子点器件以及将来显示面板的一个很重要的步骤，有关量子点膜的制备方法有很多种如：旋涂法，转印法等。
发光量子点（QD）由于其稳定性好、荧光强度高、色纯度高等特点其潜在的应用范围较广，对量子点的应用进行开发时通常都要对其表面进行修饰，如果对量子点进行不同的表面修饰其相应的应用范围不同。如对量子点进行长链配体修饰后，得到的油溶性配体能够用于溶液法制备QLED器件或制备成量子点墨水进行喷墨打印；而如果对量子点进行水溶性修饰后，得到的水溶性配体能够用于荧光生物标记或检测。量子点变面修饰也是一个相对较为复杂的过程，通过一些表面修饰再结合现有的技术手段可以不断的拓展荧光量子点的应用范围，通过利用较为短链的配体可以使量子点实现相转换，通过利用亲水端具有电负性或电正性的配体可以实现量子点表面带电。目前把荧光量子点制备成固体膜的主要方法是溶液法旋涂，然而这种方法的缺点是不能够制备大面积的固体量子点薄膜。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种量子点固态膜及其制备方法，旨在解决现有溶液法旋涂不能够制备大面积的固体量子点薄膜的问题。
本发明的技术方案如下：
一种量子点固态膜的制备方法，其中，包括步骤：
A、首先将亲水端具有电负性的配体对量子点进行表面修饰或配体交换，得到带有电负性配体的量子点，接着将带有电负性配体的量子点分散于水中并搅拌均匀，得到量子点溶液；
B、然后将电极板置于量子点溶液中，通过电泳沉积的方法在电极板上沉积量子点，形成量子点固体薄膜。
所述的量子点固态膜的制备方法，其中，步骤B具体包括：将两个透明电极板置于量子点溶液中，把两个透明电极板加上直流电压，通过电泳沉积的方法在透明电极板上沉积量子点，形成量子点固体薄膜。
所述的量子点固态膜的制备方法，其中，所述量子点为核壳量子点。
所述的量子点固态膜的制备方法，其中，所述核壳量子点的核为CdS、CdTe、CdSe、ZnSe、ZnTe、PbS、PbSe、PbSeS、InP、GaP、CuInS、CuGaS中的一种。
所述的量子点固态膜的制备方法，其中，所述核壳量子点的壳为ZnS、ZnSe、CdS中的一种或多种。
所述的量子点固态膜的制备方法，其中，所述配体为油溶性配体或水溶性配体。
所述的量子点固态膜的制备方法，其中，所述油溶性配体为油酸、油胺、三辛基磷、三辛基氧磷、十四烷基磷酸中的一种。
所述的量子点固态膜的制备方法，其中，所述水溶性配体为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基辛酸、十二烷基磺酸钠中的一种。
所述的量子点固态膜的制备方法，其中，所述透明电极板为铟锡氧化物、氟掺氧化锡、铟锌氧化物、铝掺氧化锌、镓掺氧化锌、镉掺氧化锌、铜铟氧化物、氧化锡、氧化锆、石墨烯、纳米碳管、镍、金、铂、钯中的一种。
一种量子点固态膜，其中，所述量子点固态膜采用如上任一所述的量子点固态膜的制备方法制备而成。
有益效果：本发明通过对量子点进行表面修饰或配体交换，然后再利用电泳技术沉积量子点固态膜，从而有效解决旋涂法不能大面积制备平整量子点固态膜的问题。
附图说明
图1为本发明一种量子点固态膜的制备方法较佳实施例的流程图。
图2为本发明实施例中红色量子点固态膜制备装置的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种量子点固态膜及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明的一种量子点固态膜的制备方法较佳实施例的流程图，如图所示，其中，包括步骤：
S100、首先将亲水端具有电负性的配体对量子点进行表面修饰或配体交换，得到带有电负性配体的量子点，接着将带有电负性配体的量子点分散于水中并搅拌均匀，得到量子点溶液；
步骤S100中，所述配体可以为油溶性配体或水溶性配体，所述油溶性配体为油酸（OA）、油胺（OAm）、三辛基磷（TOP）、三辛基氧磷（TOPO）、十四烷基磷酸（TDPA）等不限于此中的一种。所述水溶性配体可以为巯基乙酸（TGA）、巯基丙酸（MPA）、巯基辛酸（MOA）、十二烷基磺酸钠（SDS）等不限于此的短链配体中的一种。
步骤S100具体为，首先将亲水端具有电负性的配体对量子点进行表面修饰或配体交换。例如，利用巯基乙酸（TGA）对量子点进行配体交换，使量子点表面带负电。接着将带有电负性配体的量子点置于玻璃器皿中，加入水搅拌均匀，得到量子点溶液。
S200、然后将电极板置于量子点溶液中，通过电泳沉积的方法在电极板上沉积量子点，形成量子点固体薄膜；
步骤S200中，所述电极板为透明电极板，所述透明电极板为铟锡氧化物、氟掺氧化锡、铟锌氧化物、铝掺氧化锌、镓掺氧化锌、镉掺氧化锌、铜铟氧化物、氧化锡、氧化锆、石墨烯、纳米碳管、镍、金、铂、钯中的一种。
步骤S200具体为，将两个透明电极板置于量子点溶液中，把两个透明电极板加上直流电压，通过电泳沉积的方法在透明电极板上沉积量子点，形成量子点固体薄膜。随着量子点逐渐被吸附在透明电极板上，量子点溶液会慢慢变澄清，待量子点溶液变澄清并且量子点都被吸附在透明电极板上，量子点固态膜制备完成。
本发明所述量子点可以为但不限于核壳量子点。其中，所述核壳量子点的核为II-VI族的CdS、CdTe、CdSe、ZnSe、ZnTe，IV-VI族的PbS、PbSe、PbSeS，III-V族的InP、GaP或I-III-VI族的CuInS、CuGaS 半导体纳米材料的一种。所述的量子点壳为II-VI族的ZnS、ZnSe、CdS半导体材料中的一种或多种。
本发明还提供一种量子点固态膜，其中，所述量子点固态膜引用如上任一所述的量子点固态膜的制备方法制备而成。
下面通过实施例对本发明进行详细说明。
红色量子点固态膜的制备如下：
1、油溶性量子点CdSe/ZnS的制备:
1）、镉{Cd(OA)2}与油酸锌{Zn(OA) 2}前躯体的制备：
取0.8mmol的氧化镉（CdO）、6mmol的醋酸锌{Zn(Ac)2}、8ml的油酸（OA）、15ml的十八稀（ODE）加入到三口烧瓶中，先常温排气10min，后加热到170℃排气60min，然后维持在170℃。
2）、硒（Se）前躯体的制备：
称取4mmol的Se加入到4ml的三辛基氧磷（TOP）中，加热到170℃维持30min，然后降温到140℃。
3）、硫（S）前躯体的制备：
称4mmol的S加入到6ml的三辛基氧磷（TOP）中，加热到170℃维持30min，然后降温到140℃。
4）、将1）中烧瓶内的混合液温度升高到300℃后，取2ml的硒（Se）前躯体快速注入到烧瓶内反应10min，然后再次在3）中抽取2ml的硫（S）前躯体注入到反应混合液中反应30min，最终得到CdSe/ZnS红色量子点，待混合液温度冷去至室温后，通过离心分离清洗得到油溶性红色CdSe/ZnS量子点并做干燥处理，其表面的配体是油酸（OA）。
2、水溶性红色量子点CdSe/ZnS的制备：
取上述100mg油溶性红色CdSe/ZnS量子点，加入到10ml的氯仿溶液中搅拌均匀，然后再向该红色量子点溶液中加入含有20ml的乙醇、2ml的四甲基氢氧化铵、400微升的巯基乙酸的混合液，然后对混合液进行强力搅拌，待混合液出现明显的分层现象时，通过分液漏斗取出水溶性的量子点乙醇溶液，通过添加乙酸乙酯对水溶性量子点进行离心分离，清洗得到水溶性红色CdSe/ZnS量子点并做干燥处理。
3、红色量子点固态膜的制备：
结合图2所示，图2为本发明实施例中红色量子点固态膜制备装置的示意图，图2中1为带有负电荷的水溶性红色量子点CdSe/ZnS，2为红色量子点固态膜，3为镀有氧化铟锡的玻璃片。
称取水溶性红色量子点CdSe/ZnS 50mg溶解在称有500ml去离子水的方形玻璃槽内，取两片镀有氧化铟锡（ITO）的玻璃片（玻璃片是6×8cm）垂直放置到含有水溶性红色量子点CdSe/ZnS的方形玻璃槽内的两边，然后利用金属导线把两块导电玻璃板连接在10V的直流电源上，一段时间后接阳极的透明玻璃板上的会出现明显的红色量子点薄膜，而此时水溶性量子点混合液也逐渐变成浅红色；待量子点溶液变澄清时取出沉积有红色量子点CdSe/ZnS玻璃板，然后对沉积的量子点膜进行退火处理，得到红色量子点固态膜。
综上所述，本发明提供的一种量子点固态膜及其制备方法。本发明通过对量子点进行表面修饰或配体交换，然后再利用电泳技术沉积量子点固态膜，从而有效解决旋涂法不能大面积制备平整量子点固态膜的问题。本发明方法简单，实现成本较低，适合低成本大规模制备。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种量子点固态膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：
A、首先将亲水端具有电负性的配体对量子点进行表面修饰或配体交换，得到带有电负性配体的量子点，接着将带有电负性配体的量子点分散于水中并搅拌均匀，得到量子点溶液；
B、然后将电极板置于量子点溶液中，通过电泳沉积的方法在电极板上沉积量子点，形成量子点固体薄膜。
2.根据权利要求1所述的量子点固态膜的制备方法，其特征在于，步骤B具体包括：将两个透明电极板置于量子点溶液中，把两个透明电极板加上直流电压，通过电泳沉积的方法在透明电极板上沉积量子点，形成量子点固体薄膜。
3.根据权利要求1所述的量子点固态膜的制备方法，其特征在于，所述量子点为核壳量子点。
4.根据权利要求3所述的量子点固态膜的制备方法，其特征在于，所述核壳量子点的核为CdS、CdTe、CdSe、ZnSe、ZnTe、PbS、PbSe、PbSeS、InP、GaP、CuInS、CuGaS中的一种。
5.根据权利要求3所述的量子点固态膜的制备方法，其特征在于，所述核壳量子点的壳为ZnS、ZnSe、CdS中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的量子点固态膜的制备方法，其特征在于，所述配体为油溶性配体或水溶性配体。
7.根据权利要求6所述的量子点固态膜的制备方法，其特征在于，所述油溶性配体为油酸、油胺、三辛基磷、三辛基氧磷、十四烷基磷酸中的一种。
8.根据权利要求6所述的量子点固态膜的制备方法，其特征在于，所述水溶性配体为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基辛酸、十二烷基磺酸钠中的一种。
9.根据权利要求2所述的量子点固态膜的制备方法，其特征在于，所述透明电极板为铟锡氧化物、氟掺氧化锡、铟锌氧化物、铝掺氧化锌、镓掺氧化锌、镉掺氧化锌、铜铟氧化物、氧化锡、氧化锆、石墨烯、纳米碳管、镍、金、铂、钯中的一种。
10.一种量子点固态膜，其特征在于，所述量子点固态膜采用如权利要求1-9任一所述的量子点固态膜的制备方法制备而成。
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