CN109385264A - 一种金属外壳包覆的量子点及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种金属外壳包覆的量子点及其制备方法，其中，方法包括步骤：采用偶联剂对包覆在量子点表面的无定型绝缘层进行修饰，然后在量子点表面吸附一层金属纳米颗粒并逐渐生长出金属外壳。在本发明中，所述无定型绝缘层既能够保护量子点的稳定性，又能够与偶联剂通过化学键结合，所述偶联剂能够用来吸附金属纳米颗粒并生长成金属纳米外壳，所述金属纳米外壳不仅能够阻抗量子点被氧化而且能够增强量子点表面的电荷迁移率。因此，通过本发明制备的量子点不仅能够解决量子点的荧光闪烁问题，还能够增强量子点的荧光强度并延长其荧光使用寿命和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及量子点技术领域，尤其涉及一种金属外壳包覆的量子点及其制备方法。
背景技术
量子点具有很广的应用前景，如量子点发光二极管（QLED）对量子点的荧光强度、寿命越长越好、半峰宽等都有很高的要求。
通过在量子点核外生长一层禁带宽度较大的壳层结构或完善量子点表面配体的方式，可以在一定程度上提高量子点的荧光强度，但是却不能够对量子点的荧光闪烁进行调控；并且在量子点发光核外生长一层厚厚的外壳，容易造成晶格错位，进而会降低量子点的荧光强度并缩短量子点的荧光寿命。
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金属外壳包覆的量子点及其制备方法，旨在解决现有技术在抑制量子点荧光闪烁的过程中容易导致降低量子点荧光强度以及缩短量子点使用寿命的问题。
本发明的技术方案如下：
一种金属外壳包覆的量子点制备方法，其中，包括步骤：
提供一种表面包覆有无定型绝缘材料的量子点；
采用偶联剂对所述表面包覆有无定型绝缘材料的量子点进行表面修饰，得到表面偶联剂修饰的量子点；
将所述表面偶联剂修饰的量子点与金属纳米颗粒溶液混合，使金属纳米颗粒吸附到所述表面偶联剂修饰的量子点表面，得到表面吸附有金属纳米颗粒的量子点；
将表面吸附有金属纳米颗粒的量子点分散到镀金属储备液中，加入聚乙烯吡咯烷酮和甲醛，进行金属外壳生长，离心得到金属外壳包覆的量子点。
所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其中，所述偶联剂为1位烯基取代咪唑与烯基取代的三甲氧基硅烷的单聚物。
所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其中，所述1位烯基取代咪唑为1-乙烯基咪唑、1-丙烯基咪唑或1-丁烯基咪唑中的一种。
所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其中，所述烯基取代的三甲氧基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷或丁烯基三甲氧基硅烷中的一种。
所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其中，所述镀金属储备液包括金元素镀金属储备液、银元素镀金属储备液或铜元素镀金属储备液。
所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其中，按所述覆有无定型绝缘材料的量子点的质量与所述偶联剂的摩尔量之比为100mg：0.1-1mmol，采用偶联剂对所述表面包覆有无定型绝缘材料的量子点进行表面修饰。
所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其中，按所述表面偶联剂修饰的量子点的质量与金属纳米颗粒的质量比为（2-10mg）：(18-23mg ) 将所述表面偶联剂修饰的量子点与金属纳米颗粒溶液混合，使金属纳米颗粒吸附到所述表面偶联剂修饰的量子点表面。
所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其中，按所述表面吸附有金属纳米颗粒的量子点的质量与镀金属储备液中金属元素的质量比为（2-10mg）：（0.005-0.01mg），进行金属外壳生长。
一种量子点，其中，所述量子点由量子点核、包覆于量子点核的表面无定型绝缘材料层、金属外壳层，以及将所述无定型绝缘材料层和所述金属外壳层偶联的偶联剂材料组成，所述偶联剂材料为1位烯基取代咪唑与烯基取代的三甲氧基硅烷的单聚物的水解物。
所述的量子点，其中，所述金属外壳的厚度为0.5-2nm。
有益效果：本发明首先采用偶联剂对包覆在量子点表面的无定型绝缘层进行修饰，然后在量子点表面吸附一层金属纳米颗粒并逐渐生长出金属外壳；所述无定型绝缘层既能够保护量子点的稳定性，又能够与偶联剂通过化学键结合，所述偶联剂还能够用来吸附金属纳米颗粒并生长成金属层外壳，所述金属层外壳不仅能够阻抗量子点被氧化而且能够增强量子点表面的电荷迁移率。因此，通过本发明制备的量子点材料不仅能够解决量子点的荧光闪烁问题，还能够增强量子点的荧光强度并延长其荧光使用寿命和稳定性。
附图说明
图1为本发明一种金属外壳包覆的量子点制备方法较佳实施例的流程图；
图2为通过本发明制备得到的量子点的较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种金属外壳包覆的量子点制备方法及其制备方法，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由于荧光闪烁会降低量子点的荧光强度以及荧光寿命，现有技术通常采用在量子点发光核外生长一层厚厚的外壳来抑制荧光闪烁。虽然该方法能够抑制荧光闪烁，但是较厚的外壳易造成晶格错位，从而导致量子点的荧光强度降低以及荧光寿命缩短，并且导致量子点质量较大，不利于分散。
为解决上述问题，本发明提供一种量子点制备方法，如图1所示，其中，包括如下步骤：
S10、采用偶联剂对表面包覆有无定型绝缘材料的量子点进行表面修饰，得到表面偶联剂修饰的量子点；
S20、将所述表面偶联剂修饰的量子点与金属纳米颗粒溶液混合，使金属纳米颗粒吸附到所述表面偶联剂修饰的量子点表面，得到表面吸附有金属纳米颗粒的量子点；
S30、将表面吸附有金属纳米颗粒的量子点分散到镀金属储备液中，加入聚乙烯吡咯烷酮和甲醛，进行金属外壳生长，离心得到金属外壳包覆的量子点。
本发明首先提供一种表面包覆有无定型绝缘材料的量子点，采用偶联剂对表面包覆有无定型材料的量子点表面进行修饰，得到表面偶联剂修饰的量子点，经所述偶联剂修饰的量子点，偶联剂很好的与无定型材料结合，并且可以继续在量子点表面吸附一层金属纳米颗粒，以吸附有金属纳米颗粒为种子，在量子点表面继续生长出金属层外壳。
通过本发明制备的量子点很好地抑制了量子点荧光的闪烁，并且量子点的荧光寿命长、稳定性好；坚硬的金属外壳层不仅能够阻抗量子点被氧化，而且能够增强量子点表面的电荷迁移率，从而提升量子点的性能。
进一步，在本发明中，所述量子点为无机非钙钛矿量子点，包括二元相量子点、三元相量子点或四元相量子点中的一种或多种。作为举例，其中二元相量子点包括CdS、CdSe、CdTe、InP、AgS、PbS、PbSe、HgS等不限于此，三元相量子点包括ZnXCd1-XS、CuXIn1-XS、ZnXCd1- XSe、ZnXSe1-XS、ZnXCd1-XTe、PbSeXS1-X等不限于此，四元相量子点包括，ZnXCd1-XS/ZnSe、CuXIn1-XS/ZnS、ZnXCd1-XSe/ZnS、CuInSeS、ZnXCd1-XTe/ZnS、 PbSeXS1-X/ZnS等不限于此。
进一步，所述表面包覆有无定型材料的量子点中，所述无定型绝缘材料层的材料为As2S3、SiO2 或B2O3中的一种。
本发明的表面包覆有无定型材料的量子点可以通过常规方法制备得到。以在量子点表面包覆SiO2为例，可采用CN102925158A、CN102516995A的方法制备得到所述包覆有SiO2的量子点。在其中一种实施方式中，具体步骤包括：
（1）、先将环己烷和氨丙基三乙氧基硅烷（APTS）混合，然后再加入量子点材料混合搅拌下20-40min；
（2）、将AOT溶解在环己烷中搅拌10-30 min形成反微乳液；随后将APTS修饰的量子点也加入到反微乳液中继续搅拌30-50 min，加入氨水水溶液（28% NH3H2O）形成水油微乳液；最后加入TEOS剧烈搅拌20-30h；二氧化硅通过不断的水解并与量子点表面的修饰剂进行偶联结合实现SiO2包覆；
（3）、用甲醇提取出二氧化硅包覆的量子点，用甲醇和去离子水冲洗两遍去除未反应的表面活性剂和未反应的分子，然后将二氧化硅包裹量子点的沉淀物分散在乙醇中制备成50mg/ml的二氧化硅包覆的量子点乙醇溶液。
本发明通过在量子点表面包覆一无定型绝缘层，不仅能够有效保证量子点的稳定性，同时所述无定型绝缘层材料还能够与偶联剂通过化学键结合，便于在量子点表面继续制备其它功能层，从而提升量子点材料的综合性能。
在一种具体的实施方式中，所述步骤S10偶联剂表面修饰的步骤具体包括：
S11、将所述偶联剂溶解在强极性溶剂中并搅拌40-80min，得到偶联剂溶液；
S12、将表面包覆有无定型绝缘层的量子点与所述偶联剂溶液混合并持续搅拌20-30h后，所述偶联剂与所述无定型绝缘层发生结合反应，得到表面偶联剂修饰的量子点。
在一种具体的实施方式中，本发明所采用的偶联剂为1位烯基取代咪唑与烯基取代的三甲氧基硅烷的单聚物，其中，所述1位烯基取代咪唑为1-乙烯基咪唑、1-丙烯基咪唑或1-丁烯基咪唑中的一种；所述烯基取代的三甲氧基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷或丁烯基三甲氧基硅烷中的一种；所述强极性溶剂优选为乙醇。
所述1位烯基取代咪唑与烯基取代的三甲氧基硅烷的单聚物中的咪唑基官能团可与金属纳米颗粒的表面金属元素原子发生作用实现化学吸附，三甲氧基硅烷官能团可与无定型绝缘材料化合物之间依靠化学共价键实现表面修饰。具体地， 由于咪唑基中的两个氮元素在五元环中的位置不对称会产生较强的电荷偶极效应，其中三位取代的氮原子呈现出较强的电正性因此能够与金属纳米颗粒中的金属元素原子进行共价结合；三甲氧基硅烷官能团中的甲基极易水解会形成-Si-O-键，所形成的-Si-O-键会与无定型材料化合物中的Si、As或B元素结合，通过所述1位烯基取代咪唑与烯基取代的三甲氧基硅烷的单聚物的水解物将无定型绝缘材料层中无定型材料化合物与金属外壳层中金属元素原子的实现偶联，从而实现无定型绝缘材料层与金属外壳层的偶联。
较佳地，偶联剂修饰过程中，所述量子点质量与所述偶联剂的摩尔量的比为100mg：0.1-1mmol，若偶联剂的浓度过低，则不利于后期量子点对金属纳米颗粒的吸附，若偶联剂的浓度过高，则可能导致偶联剂与量子点不结合，基于此，本发明优选量子点质量与所述偶联剂的浓度比为100mg：0.05mmol。
在一种具体的实施方式中，在所述步骤S20中金属纳米颗粒吸附过程包括：将所述表面偶联剂修饰的量子点加入到含有金属纳米颗粒的强极性溶液(例如：溶剂可以采用乙醇)中，室温搅拌0.5-2h，得到表面吸附有金属纳米颗粒的量子点。例如，金属纳米颗粒溶液可以通过将金属纳米颗粒分散到强极性溶剂中制备得到的。所述金属纳米颗粒为Au纳米颗粒、Ag纳米颗粒或Cu纳米颗粒中的一种，所述金属纳米颗粒溶液中金属纳米颗粒的浓度为200-250mg/ml。优选地，按所述表面偶联剂修饰的量子点的质量与金属纳米颗粒溶液中金属纳米颗粒的质量比为（2~10mg）：(18~23mg)混合， 得到表面吸附有金属纳米颗粒的量子点。所述金属纳米颗粒吸附在量子点表面，可以作为金属外壳层生长的种子。
在一种具体的实施方式中，在所述步骤S30金属外壳层生长中，将所述表面吸附有金属纳米颗粒的量子点分散在预先制备好的镀金属储备液中，依次加入聚乙烯吡咯烷酮和甲醛溶液并搅拌0.5-2h后，离心分离后得到金属外壳包覆的量子点。通过加入质量分数为0.2wt%-0.5wt%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液混合搅拌5min，然后再加入50ul质量分数为30wt%-40 wt%的甲醛溶液（促进金纳米颗粒对金离子的吸附）。
所述镀金属储备液包括金元素镀金属储备液、银元素镀金属储备液、铜元素镀金属储备液。优选的，为了使金属外壳足够致密，所述镀金属储备液中金属元素的浓度为0.05-0.1mg/ml，按所述表面吸附有金属纳米颗粒的量子点的质量与镀金属储备液中金属元素的质量比为（2~10mg）：(0.005~0.01mg)，进行金属外壳层生长。例如：
金元素镀金储备液可以通过如下方法制备得到：将次氯金酸加入到碳酸钾水溶液中常温混合搅拌20-40min，然后放置在背光处20-30h后制得金元素镀金储备液。
银元素镀金储备液可以通过如下方法制备得到：将硝酸银加入到柠檬酸钠水溶液中常温混合搅拌20-40min，然后放置在背光处20-30h后制得银元素镀金储备液。
铜元素镀金储备液可以通过如下方法制备得到：将醋酸铜加入到柠檬酸钠水溶液中常温混合搅拌20-40min，然后放置在背光处20-30h后制得铜元素镀金储备液。
更进一步，基于上述方法，本发明还提供一种量子点，如图2所示，所述量子点包括量子点核10、无定型绝缘层20和金属外壳30，所述无定型绝缘层20包覆于所述量子点核10表面，所述无定型绝缘层20和金属外壳30之间通过偶联剂25连接。所述无定型绝缘层20既能够保护量子点的稳定性，又能够与偶联剂25通过化学键结合，所述偶联剂25还能够用来吸附金属纳米颗粒并生长成金属外壳30，所述金属外壳30不仅能够阻抗量子点被氧化而且能够增强量子点表面的电荷迁移率。较佳地，所述金属外壳的厚度为0.5-2nm。
下面通过具体实施例（以SiO2作为无定型绝缘层的材料为例）对本发明一种量子点制备方法做详细说明：
实施例1
本实施例的表面包覆有金纳米外壳的CdSe/CdS量子点（CdSe/CdS@SiO2@PVIS@AuShell）的制备方法包括如下步骤：
1、红色CdSe/CdS量子点的制备如下：
1）、油酸镉Cd(OA)2前躯体的制备：将2.7mmol氧化镉（CdO）、4.5ml油酸（OA）、以及30ml十八烯（ODE）混合并加入到三口烧瓶中，先常温排气20min，升温至250℃直到溶液变澄清，冷却至室温备用；
2）、硒前躯体的制备：将3mmol硒粉（Se）添加到6ml的三辛基氧磷（TOP）溶液当中，常温混合搅拌直到溶液变澄清备用；
3）、硫前躯体的制备：将10mmol硫粉（S）添加到5ml的三辛基氧磷（TOP）溶液当中，加热至140℃后持续搅拌直到硫粉全部溶解，然后冷却至室温备用；
4）、CdSe/CdS 量子点的合成：将20ml的油酸镉前驱体Cd（OA）2加热到280℃后，快速热注入1ml的硒前驱体（Se-TOP）反应10min得到CdSe量子点，然后再取10mmol的S前驱体，采用6mmol/1h的注入速率缓慢注入到混合液当中，注入结束后再熟化反应30min，然后冷却至室温，利用甲醇、甲苯进行离心清洗两次得到CdSe/CdS 量子点。
2、CdSe/CdS@SiO2的制备如下：
1）、在三口烧瓶中先加入3 mL的环己烷和20 µL的氨丙基三乙氧基硅烷（APTS），再加入50 mg的红色CdSe/CdS量子点，在 2000 rpm 搅拌下30 min；
2）、将0.6 g的AOT溶解在5 mL的环己烷中，搅拌20 min后形成反微乳液。随后将APTS修饰的红色CdSe/CdS量子点也加入到反微乳液中并继续搅拌 40 min，之后加入120-180 µL的氨水水溶液（28% NH3H2O）形成水油微乳液。最后加入100 µL的 TEOS并剧烈搅拌24 h；二氧化硅通过不断的水解并与量子点表面的修饰剂进行偶联结合实现包覆过程；
3）、先用甲醇提取出二氧化硅包裹的红色CdSe/CdS 量子点，4000 rpm 离心 3 min后，再用甲醇和去离子水冲洗两遍去除未反应的表面活性剂和未反应的分子，然后将二氧化硅包裹红色CdSe/CdS 量子点的沉淀物分散在乙醇中制备成50mg/ml的表面包覆有二氧化硅的红色CdSe/CdS 量子点溶液。
3、CdSe/CdS@SiO2@PVIS的制备如下：
1）、取200mg 1-乙烯基咪唑和乙烯基三甲氧基硅烷的单聚物（PVIS）溶解在5ml的乙醇当中，充分搅拌60min使PVIS充分溶解分散备用；
2）、取2ml浓度为50mg/ml 的CdSe/CdS@SiO2溶液与3ml 的PVIS溶液混合，并剧烈搅拌24h直到所有的PVIS与CdSe/CdS量子点表面的二氧化硅（SiO2）充分结合得到表面PVIS修饰的量子点（CdSe/CdS@SiO2@PVIS）溶液。
4、CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Au Shell的制备如下：
1）、金纳米颗粒溶液的合成：取0.5ml浓度为0.2mmol的氢氧化钠溶液和0.3ml的四羟甲基氯化磷溶液(HOCH2)4PCl （纯度级别：HPLC）充分混合，然后再将混合液稀释成1.2ml，再采用一定的速率将0.6ml质量分数为1wt%的次氯金酸（HAuCl4）逐滴滴加到上述混合液中并伴随搅拌，滴加完后再搅拌15min得到金纳米颗粒，通过高速离心的方法得到固态的金纳米颗粒，将所述金纳米颗粒分散在乙醇当中，制备得到浓度为200mg/ml的金纳米颗粒乙醇溶液，避光低温保存备用；
2）、金纳米颗粒的吸附：取0.5ml的CdSe/CdS@SiO2@PVIS纳米颗粒溶液加入到3ml含有金纳米颗粒的乙醇溶液当中，室温下搅拌1h。将得到的CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Au NCs通过高速离心（1000rpm，5min）处理后再分散在去离子水中。
3）、金元素镀金储备液的制备：取1.5ml的质量分数为1wt%的次氯金酸（HAuCl4）加入到50ml浓度为2mmol的碳酸钾溶液当中，常温混合搅拌30min，混合液由浅黄色变成无色，然后放置在背光处24h后备用；
4）、纳米颗粒金壳的生成：取0.5ml的CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Au NCs分散在3ml已经制备好的镀金储备液中，随后再加入200ul质量分数为0.35wt%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合搅拌5min，然后再加入50ul质量分数为37wt%的甲醛溶液（促进金纳米颗粒对金离子的吸附）搅拌1h，通过离心分离（2000rpm，5min）得到CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Au Shell。
实施例2
本实施例的表面包覆有银纳米外壳的CdSe/CdS量子点（CdSe/CdS@SiO2@PVIS@AgShell）的制备方法包括如下步骤：
1、红色CdSe/CdS量子点的制备、2、CdSe/CdS@SiO2的制备以及3、CdSe/CdS@SiO2@PVIS的制备过程与实施例1相同，在此不再赘述；
4、CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Ag Shell的制备如下：
1）、银纳米颗粒的合成：将18mg的AgNO3以及98ml的去离子水加入到三口烧瓶并放入油浴中，在800rpm转速下搅拌，使得AgNO3溶解完全。固定好回流装置，油浴升温至180°C，加热直至烧瓶内溶液沸腾，然后量取2mL浓度为34mM的柠檬酸钠水溶液加入三口瓶内，继续煮沸1h之后，停止加热，自然冷却至室温，将制备好的Ag纳米颗粒分散在乙醇当中，最后转移到锥形瓶内封口保存, 制备得到浓度为220mmg/ml银金纳米颗粒乙醇溶液；
2）、银纳米颗粒的吸附：取0.5ml的CdSe/CdS@SiO2@PVIS纳米颗粒加入到3ml含有银纳米颗粒的乙醇溶液当中，室温下搅拌一小时。将得到的CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Ag NCs通过高速离心（1000rpm,5min）处理后再分散在去离子水中。
3）、镀银储备液的制备：取1.5ml的质量分数为1wt%的AgNO3加入到50ml浓度为20mM的柠檬酸钠水溶液当中，常温混合搅拌30min，混合液由浅黄色变成无色，然后放置在背光处20-30h后备用；
4）、纳米颗粒银壳的生成：取0.5ml的CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Ag NCs分散在3ml已经制备好的镀银储备液中，随后再加入200ul质量分数为0.35wt%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合搅拌5min，然后再加入50ul质量分数为37wt%的甲醛溶液（促进银纳米颗粒对银离子的吸附）搅拌1h，通过离心分离（2000rpm，5min）得到CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Ag（Ag Shell）。
实施例3
本实施例的表面包覆有铜纳米外壳的CdSe/CdS量子点（CdSe/CdS@SiO2@PVIS@CuShell）的制备方法包括如下步骤：
1、红色CdSe/CdS量子点的制备、2、CdSe/CdS@SiO2的制备以及3、CdSe/CdS@SiO2@PVIS的制备过程与实施例1相同，在此不再赘述；
4、CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Cu Shell）的制备如下：
1）、铜纳米颗粒的合成：将200mg 的Cu(Ac)2和5 mL的油胺加入到三口烧瓶并放入油浴中，设定温度为180℃，反应时间为8 h；当溶液颜色变化从浅蓝、深蓝、蓝黑色、黑色最后变为桔红色时，则停止加热并在油浴中自然冷却。将反应液转移到离心管中，按照体积比为1：4加入无水乙醇，在 10000 rpm下离心10分钟，倒掉上层清液，加入少量甲苯溶解底部沉淀，超声辐射5min后再加入按照体积比为1：4加入甲醇并进行离心处理，如此重复处理三次以除去反应残留物(游离的油胺、石蜡等)。最后得到的沉淀Cu纳米颗粒溶解于甲苯或者环己烷中，制备得到浓度为250mmg/ml银金纳米颗粒乙醇溶液；
2）、铜纳米颗粒（Cu）的吸附：取0.5ml的CdSe/CdS@SiO2@PVIS纳米颗粒加入到3ml含有Cu纳米颗粒的甲苯溶液当中室温下搅拌一小时；得到的CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Cu NCs通过高速离心（1000rpm,5min）处理后再分散在去离子水中。
3）、镀铜储备液的制备：取1.5ml的质量分数为1wt%的醋酸铜 Cu(Ac)2加入到50ml浓度为20mmol的柠檬酸钠水溶液当中，常温混合搅拌30min，混合液由浅黄色变成无色，然后放置在背光处20-30h后备用；
4）、纳米颗粒铜壳的生成：取0.5ml的CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Cu NCs分散在3ml已经制备好的镀铜储备液中，随后再加入200ul质量分数为0.35wt%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合搅拌5min，然后再加入50ul质量分数为37wt%的甲醛溶液（促进铜纳米颗粒对铜离子的吸附）搅拌1h，通过离心分离（2000rpm，5min）得到CdSe/CdS@SiO2@PVIS@Cu（Cu Shell）。
综上所述，本发明首先采用偶联剂对包覆在量子点表面的无定型绝缘层进行修饰，然后在量子点表面吸附一层金属纳米颗粒并逐渐生长出金属外壳；所述无定型绝缘层既能够保护量子点的稳定性，又能够与偶联剂通过化学键结合，所述偶联剂还能够用来吸附金属纳米颗粒并生长成金属层外壳，所述金属层外壳不仅能够阻抗量子点被氧化而且能够增强量子点表面的电荷迁移率。因此，通过本发明制备的量子点材料不仅能够解决量子点的荧光闪烁问题，还能够增强量子点的荧光强度并延长其荧光使用寿命和稳定性。
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)
1.一种金属外壳包覆的量子点制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供一种表面包覆有无定型绝缘材料的量子点；
采用偶联剂对所述表面包覆有无定型绝缘材料的量子点进行表面修饰，得到表面偶联剂修饰的量子点；
将所述表面偶联剂修饰的量子点与金属纳米颗粒溶液混合，使金属纳米颗粒吸附到所述表面偶联剂修饰的量子点表面，得到表面吸附有金属纳米颗粒的量子点；
将表面吸附有金属纳米颗粒的量子点分散到镀金属储备液中，加入聚乙烯吡咯烷酮和甲醛，进行金属外壳生长，离心得到金属外壳包覆的量子点。
2.根据权利要求1所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其特征在于，所述偶联剂为1位烯基取代咪唑与烯基取代的三甲氧基硅烷聚合得到的单聚物。
3.根据权利要求2所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其特征在于，所述1位烯基取代咪唑为1-乙烯基咪唑、1-丙烯基咪唑或1-丁烯基咪唑和/或所述烯基取代的三甲氧基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷或丁烯基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其特征在于，所述镀金属储备液包括金元素镀金属储备液、银元素镀金属储备液或铜元素镀金属储备液。
5.根据权利要求1所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其特征在于，按所述包覆有无定型绝缘材料的量子点的质量与所述偶联剂的摩尔量之比为100mg：0.01-0.1mmol，采用偶联剂对所述表面包覆有无定型绝缘材料的量子点进行表面修饰。
6.根据权利要求1所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其特征在于，按所述包覆有无定型绝缘材料的量子点的质量与金属纳米颗粒的质量比为（2-10mg）：(18-23mg ) 将所述表面偶联剂修饰的量子点与金属纳米颗粒溶液混合，使金属纳米颗粒吸附到所述表面偶联剂修饰的量子点表面。
7.根据权利要求1所述的金属外壳包覆的量子点制备方法，其特征在于，按所述表面吸附有金属纳米颗粒的量子点的质量与镀金属储备液中金属元素的质量比为（2-10mg）：（0.005-0.01mg），进行金属外壳生长。
8.一种量子点，其特征在于，所述量子点由量子点核、包覆于量子点核的表面无定型绝缘材料层、金属外壳层，以及将所述无定型绝缘材料层和所述金属外壳层偶联的偶联剂材料组成，所述偶联剂材料为1位烯基取代咪唑与烯基取代的三甲氧基硅烷的单聚物的水解物。
9.根据权利要求8所述的量子点，其特征在于，所述金属外壳层的厚度为0.5-2nm。
10.一种量子点，其特征在于，所述量子点包括：
量子点核；
与量子点核表面结合的无定型绝缘材料化合物；
金属纳米颗粒；
将所述无定型绝缘材料化合物与金属纳米颗粒中的金属原子偶联的1位烯基取代咪唑与烯基取代的三甲氧基硅烷的单聚物的水解物。
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