CN108998000A - 量子点及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种量子点及其制备方法。量子点包括Zn元素、Cd元素和Se元素，其中，Zn元素、Cd元素以及Se元素的摩尔比为(1.8～2.8)：(0.2)：(2～3)。本发明的量子点具有良好的光吸收性质，在光致发光应用时，可以吸收更多蓝光LED发出的光，从而减少了量子点在应用过程中的使用量，降低了生产和使用成本。
Description
技术领域
本申请属于量子点技术领域，具体涉及一种量子点及其制备方法。
背景技术
量子点具有窄的、可调的发光特性，在照明、显示、生命科学、荧光标记、太阳能电池和光催化等领域具有广泛的应用前景。
现有技术将量子点应用于光致发光时，为了达到所需要的发光亮度，常常需要使用较多的量子点，成本较高。
发明内容
鉴于上述现有量子点存在的问题，本发明提供一种具有良好的光吸收性质的量子点及其制备方法。
本发明首先提供一种量子点，包括Zn元素、Cd元素、Se元素，所述Zn元素、Cd元素以及Se元素的摩尔比为(1.8～2.8)：(0.2)：(2～3)。
在本发明量子点的具体组成中，从内到外，Zn元素的含量先减少后增加，或者Zn元素的含量逐渐增加。
在本发明量子点的具体组成中，Cd元素在量子点的内层。
本发明中，量子点中还包括S元素，所述S元素的摩尔量占S元素和Se元素总摩尔量的10％～90％。
在本发明较优选实施例中，本发明的量子点从具体组成结构来看，具有梯度过渡层结构，如ZnSe/CdSe/ZnSe，或ZnSe/CdSe/ZnSeS，或ZnSe/CdSe/ZnS，或CdSe/CdZnSe/ZnSe，或CdSe/ZnSe。该结构可以提高量子点的吸光度，增加量子点的光吸收能力，从而提高量子点的使用效率。具有本发明结构和元素比例的量子点，不仅有效保持了原纳米晶核CdSe优良的化学性质和光学特性，且与传统的CdSe量子点相比，镉(Cd)元素的含量低，直接起到保护环境和增加使用安全性的效果。
本发明还提供一种量子点的制备方法，包括以下步骤：首先，提供Zn前体；接着，在280-340℃下，向所述Zn前体中依次加入Se前体和Cd前体。
在本发明方法较优选实施例中，以物质的量计，所述Zn前体、Se前体、Cd前体的投料比为5：(2～4)：0.2。
在本发明一些较为优选实施例中，所述Zn前体为羧酸锌，所述羧酸锌选自醋酸锌、硬脂酸锌、油酸锌和十一烯酸锌中的一种或多种；所述Se前体选自硒的三正辛基膦溶液、硒的三正丁基膦溶液、硒的十八烯溶液和硒的十八烯悬浊液中的一种或多种；所述Cd前体为羧酸镉，所述羧酸镉选自醋酸镉、硬脂酸镉、油酸镉和十一烯酸镉中的一种或多种。
在本发明方法较优选实施例中，量子点的制备方法包括以下步骤：首先，提供Zn前体；接着，在280-340℃下，向所述Zn前体中依次加入Se前体和Cd前体，再加入预定量的S前体。
在本发明一些较为优选实施例中，所述S前体选自硫的三正辛基膦溶液、硫的三正丁基膦溶液、硫的十八烯溶液和硫的十八烯悬浊液中的一种或多种。
在本发明方法较优选实施例中，以物质的量计，所述S前体的投料量占所述S前体和Se前体总投料量的10％～90％。
在本发明方法较优选实施例中，在所述量子点的表面上可进一步包覆壳层，优选地，所述壳层包括CdZnS/ZnS、CdZnS/CdS、CdZnS/CdS/ZnS、CdS/ZnS、CdS、ZnS中的至少一种。
本发明采用分阶段加料法及一锅法制备方法，实现了具有梯度过渡层结构的量子点的制备，其工艺简单，操作方便，具有规模生产的前景。
本发明还提供上述量子点的应用，包括但不限于量子点组合物、量子点电致发光器件和量子点电致发光器件。
本发明所述量子点组合物，包括高分子基质和本发明的量子点。其中，量子点占量子点组合物总质量的5‰～10‰。
本发明所述光致发光器件，包括光转换元件。其中，光转换元件中包含本发明的量子点。
本发明所述电致发光器件，包括发光层，所述发光层中包含发光物质。其中，发光物质包括本发明的量子点。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本方案提供的量子点具有良好的光吸收性质，在光致发光应用时，可以吸收更多蓝光LED发出的光，从而减少了量子点在应用过程中的使用量，降低了生产和使用成本。
此外，由于量子点的使用量变少，在光致应用时，量子点的自吸收现象降低，这就使得量子点能够发出更多的光，获得更高的亮度。
将本方案的量子点应用于光致发光，由于量子点的使用量少，可以降低终端产品的镉含量，直接起到了保护环境的作用，还增加了应用产品及其设备的使用安全性。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式，对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。
【实施例1】
量子点1的制备
在惰性气体氛围下，使10mL油酸锌(0.5M)、10mL 1-十八烯混合，在320℃下，依次向其中加入1mL硒的三正辛基膦(2M)和1mL油酸镉(0.2M)，制备得到量子点1。
【实施例2】
量子点2的制备
在惰性气体氛围下，使10mL油酸锌(0.5M)和10mL 1-十八烯混合，在320℃下，依次向其中加入1.5mL硒的三正辛基膦(2M)和1mL油酸镉(0.2M)，制备得到量子点2。
【实施例3】
量子点3的制备
1)在惰性气体氛围下，使10mL油酸锌(0.5M)和10mL 1-十八烯混合，在320℃下，依次向其中加入1mL硒的三正辛基膦(2M)和1mL油酸镉(0.2M)，再加入0.2mL硫的三正辛基膦(2M)，制备得到量子点；
2)向步骤1)的反应体系中加入10mL油酸镉(0.2M)、10mL二乙基锌(1M)和4mL硫的三丁基膦(2M)，在量子点上包覆CdZnS壳层；
3)向步骤2)的反应体系中再次加入二乙基锌(1M)和硫的三丁基膦(2M)，在CdZnS壳层外包覆ZnS壳层；
经过上述步骤，得到量子点3。
【对比例1】
量子点4的制备
在惰性气体氛围下，使10mL油酸锌(0.5M)、1mL油酸镉(0.2M)、10mL1-十八烯混合，在320℃下，向其中加入1.5mL硒的三正辛基膦(2M)，制备得到量子点4。
使用公知方法分别将实施例1～～3中制备的量子点1、量子点2、量子点3，以及对比例1中制备的量子点4进行纯化，将量子点分散在溶剂中，浓度为1mg/mL，测试各量子点的吸光度。
具体测试结果如表1。
表1量子点测试数据
| OD450nm | |
| 实施例1 | 1.4 |
| 实施例2 | 1.8 |
| 实施例3 | 2.7 |
| 对比例1 | 0.6 |
从上述数据可以看出，实施例1～3中的量子点的吸光度明显要大于对比例1中的量子点的吸光度。
由此，本发明的量子点在光致发光应用时，可以吸收更多蓝光LED发出的光，从而使得量子点的使用量变少、自吸收现象也变少，并可以发出更多的光、获得更高的亮度，进而最终提高了量子点的使用效率，降低了量子点的生产和使用成本。
尽管发明人已经对本申请的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本申请精神的实质，本申请中出现的术语用于对本申请技术方案的阐述和理解，并不能构成对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种量子点，包括Zn元素、Cd元素、Se元素，其特征在于：所述Zn元素、Cd元素以及Se元素的摩尔比为(1.8～2.8)：(0.2)：(2～3)。
2.根据权利要求1所述的量子点，其特征在于：所述量子点的具体组成中，从内到外，Zn元素的含量先减少后增加，或者Zn元素的含量逐渐增加。
3.根据权利要求1所述的量子点，其特征在于：所述量子点的具体组成中，Cd元素在量子点的内层。
4.根据权利要求1所述的量子点，其特征在于：所述量子点中还包括S元素，所述S元素的摩尔量占S元素和Se元素总摩尔量的10％～90％。
5.一种量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供Zn前体；
在280-340℃下，向所述Zn前体中依次加入Se前体和Cd前体。
6.根据权利要求5所述的量子点的制备方法，其特征在于：以物质的量计，所述Zn前体、Se前体、Cd前体的投料比为5：(2～4)：0.2。
7.根据权利要求5所述的量子点的制备方法，其特征在于：在280-340℃下，向所述Zn前体中依次加入Se前体和Cd前体，再加入预定量的S前体；
优选地，以物质的量计，所述S前体的投料量占所述S前体和Se前体总投料量的10％～90％。
8.一种量子点组合物，包括高分子基质和量子点，其特征在于：所述量子点为权利要求1～4中任一项所述的量子点，或者所述量子点为根据权利要求5～7中任一项所述的制备方法获得的量子点，所述量子点占量子点组合物总质量的5‰～10‰。
9.一种光致发光器件，包括光转换元件，其特征在于：所述光转换元件中包含权利要求1～4中任一项所述的量子点，或者包含根据权利要求5～7中任一项所述的制备方法获得的量子点。
10.一种电致发光器件，包括发光层，其特征在于：所述发光层中包含发光物质，所述发光物质包括权利要求1～4中任一项所述的量子点，或者包括根据权利要求5～7中任一项所述的制备方法获得的量子点。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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