CN110041907A - 一种ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成方法，首先利用锌源前驱体与S源前驱体高温热注入法合成油相ZnS量子点，然后经提纯得到ZnS量子点核，再通过外延生长法在ZnS量子点核外包覆CdZnS发光壳层和ZnS无机修饰层，最后通过提纯得到ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点。本发明通过改变不同CdZnS层厚度来实现不同波段材料的制备，通过调整发光层厚度得到理想的量子产率；中间发光层厚度选择在300℃下合成，可缓解ZnS核与CdZnS发光层之间的晶格适配度，使得CdZnS相干应变层很好地结晶，并随着外壳层ZnS的包覆，量子点的荧光量子产率明显提高，同时还能抑制闪烁，量子点荧光产率高。

Description

一种ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成方法
技术领域
本发明涉及一种ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成方法，具体属于发光材料技术领域。
背景技术
胶体半导体纳米晶具有窄的发光光谱和高的光致发光量子产率，引起了人们在显示器，激光器以及太阳能电池的应用方面的广泛注意。但量子点表面形成了众多空穴和电子缺陷态，影响量子点的发光性质。钝化量子点的表面态，增加量子点的发光效率和光化学稳定性的途径主要有两种：一，量子点表面修饰有机配体；二 量子点表面包覆无机壳层。通常，壳材料可以起到钝化层的作用，以减少表面的悬挂键，同时厚的无机壳层能增加量子点的光化学稳定性。蓝光量子点一直是限制量子点发光二极管应用的最大障碍，提高蓝光量子点的荧光产率、并且抑制闪烁、使其更加稳定一直是科研的重心。
目前，现有研究均是涉及CdSe红光和绿光量子点或者基于CdSe红光或者绿光的量子点发光二极管，由于能级结构的限制，蓝光量子点是不能通过CdSe合成的，本发明是一种基于外延生长法制备近似球形的ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点合成方法，本发明合成方法能够克服蓝光量子点产率不高、光稳定性不好等缺点，进一步满足人们对蓝光量子点及其应用的需要。
发明内容
本发明一种基于外延生长法制备近似球形的ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点合成方法，合成无闪烁、高荧光产率的ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点，并应用于量子点发光二极管等器件中，满足人们的生活需要。
本发明一种ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成方法步骤包括：
步骤1：前驱体的合成
油酸镉前驱体的合成：在三口瓶中加入氧化镉、油酸(OA)和十八烯(1-ODE)，升温至150℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至250 ℃停止反应，得到摩尔浓度为0.1 mmol/ml油酸镉前驱体；
油酸锌前驱体的合成：在三口瓶中加入氧化锌、油酸(OA)和十八烯(1-ODE)，升温至150℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至250 ℃停止反应，得到0.1 mmol/ml油酸锌前驱体；
TOPS前驱体的合成：0.5 mmol S粉溶于5 ml三正辛基膦在80℃下搅拌溶解得到0.1mmol/ml 的前驱体；
步骤2：合成ZnS核
三口瓶中加入9 mL 十八烯(1-ODE)和0.6mL油酸锌前驱体，升温至150℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至270℃，快速注入0.5 mL辛硫醇，降温至250℃保温10 min，停止反应；产物经离心去除沉淀，所得的上清液中加入1ml甲苯和3ml 乙醇，进行离心分离，取沉淀去掉上清液，重复上述操作两遍后，用2 mL甲苯将所得沉淀进行溶解提纯，得到ZnS核；
步骤3：ZnS/CdZnS量子点的合成
三口瓶中加入提纯过的2 mL ZnS核和6 mL十八烯(1-ODE)，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至300 ℃；油酸锌前驱体中的Zn（OA）2 、油酸镉前驱体中Cd(OA)2和TOPS前驱体中的 S粉溶按照10∶1∶3的摩尔比的混合，并以5 mL/h的速率滴加到反应体系中，滴加完毕后保温10 min，产物再经甲苯和乙醇提纯得到ZnS/CdZnS量子点；
步骤4：ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成
三口瓶中加入步骤3制得的ZnS/CdZnS量子点2 mL 和十八烯（1-ODE）6 mL，升温至150℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至300℃，以1∶3的摩尔比在2 mL/h的速率下分别滴加油酸锌前驱体（Zn（OA）2）和正十二硫醇（DDT），滴加完毕后保温10 min，产物再经甲苯和乙醇提纯，制得ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点。
本发明的有益效果：
1、本发明ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点合成采取多步合成来完成，发光层为CdZnS层，可以通过改变不同的CdZnS层厚度来实现不同波段材料的制备，并可通过调整发光层厚度得到理想的量子产率。
2、本发明中间发光层的厚度选择在300℃下合成，可以缓解ZnS核与CdZnS发光层之间的晶格适配度，使得CdZnS相干应变层很好地结晶，并随着外壳层ZnS的包覆，所得的量子点的荧光量子产率会明显提高，克服了传统核壳量子点的核壳结构随壳层厚度增加，荧光量子产率会先增加后降低，避免量子点发生荧光猝灭。
3、本发明设计的ZnS/CdZnS/ZnS量子点因ZnS/CdZnS相干应变结构的存在，使得CdZnS发光层很好的被厚的外壳层修饰表面缺陷，同时，还能抑制闪烁，提高量子点荧光产率。
具体实施方式
实施例1
ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成方法步骤包括：
步骤1：前驱体的合成
Cd(OA)2前驱体：在三口瓶中加入氧化镉、油酸(OA)和十八烯(1-ODE)，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至250 ℃停止反应，得到摩尔浓度为0.1 mmol/ml油酸镉前驱体；
Zn（OA）2前驱体：在三口瓶中加入氧化锌、油酸(OA)和十八烯(1-ODE)，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至250 ℃停止反应，得到0.1 mmol/ml油酸锌前驱体；
TOPS前驱体：0.5 mmol S粉溶于5 ml三正辛基膦在80℃下搅拌溶解得到0.1mmol/ml的前驱体。
步骤2：合成ZnS核
三口瓶中加入9 mL 十八烯(1-ODE)和0.6mL油酸锌前驱体，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至270 ℃，快速注入0.5 mL 辛硫醇，降温至250 ℃保温10 min，停止反应，经离心去除沉淀，所得的上清液，加入1ml甲苯和3ml 乙醇，进行离心分离，取沉淀去掉上清液，重复上述操作两遍后，用2 mL甲苯将所得沉淀进行溶解提纯，得到ZnS核；
步骤3：ZnS/CdZnS量子点的合成
三口瓶中加入提纯过的2 mL ZnS核和6 mL十八烯(1-ODE)，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至300 ℃；油酸锌前驱体Zn（OA）2 、Cd(OA)2和TOPS按照摩尔比10∶1∶3的前驱体混合液以5 mL/h的速率滴加反应体系中，滴加完毕后保温10 min，产物再经甲苯和乙醇提纯得到ZnS/CdZnS量子点；
步骤4：ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成
三口瓶中加入步骤3制得的ZnS/CdZnS量子点2 mL 和1-ODE 6 mL，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至300 ℃，以1:3的摩尔比在2 mL/h的速率下分别滴加油酸锌前驱体（Zn（OA）2）和正十二硫醇（DDT），滴加完毕后保温10 min，产物再经甲苯和乙醇提纯得到ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点。

Claims (1)

1.一种ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成方法，其特征在于：所述的合成方法步骤包括：
步骤1：前驱体的合成
油酸镉前驱体的合成：在三口瓶中加入氧化镉、油酸和十八烯，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至250 ℃停止反应，得到摩尔浓度为0.1 mmol/ml油酸镉前驱体；
油酸锌前驱体的合成：在三口瓶中加入氧化锌、油酸和十八烯，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至250 ℃停止反应，得到0.1 mmol/ml油酸锌前驱体；
TOPS前驱体的合成：0.5 mmol S粉溶于5 ml三正辛基膦中，在80℃下搅拌溶解得到0.1mmol/ml的TOPS前驱体；
步骤2：合成ZnS核
三口瓶中加入9 mL十八烯和0.6mL油酸锌前驱体，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至270℃，快速注入0.5 mL辛硫醇，降温至250℃保温10 min，停止反应；产物经离心去除沉淀，所得的上清液中加入1ml甲苯和3ml 乙醇，进行离心分离，取沉淀去掉上清液，重复上述操作两遍后，用2 mL甲苯将所得沉淀进行溶解提纯，得到ZnS核；
步骤3：ZnS/CdZnS量子点的合成
三口瓶中加入2 mL ZnS核和6 mL十八烯，升温至150 ℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至300 ℃；油酸锌前驱体中的Zn（OA）2 、油酸镉前驱体中Cd(OA)2和TOPS前驱体中的S粉溶按照10∶1∶3的摩尔比的混合，并以5 mL/h的速率滴加到反应体系中，滴加完毕后保温10min，产物再经甲苯和乙醇提纯得到ZnS/CdZnS量子点；
步骤4：ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点的合成
三口瓶中加入步骤3制得的ZnS/CdZnS量子点2 mL 和十八烯6 mL，升温至150℃，抽气半小时，然后通入氩气升温至300℃，以1∶3的摩尔比在2 mL/h的速率下分别滴加油酸锌前驱体和正十二硫醇，滴加完毕后保温10 min，产物再经甲苯和乙醇提纯，制得ZnS/CdZnS/ZnS蓝光量子点。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110746975A (zh) * 2019-11-19 2020-02-04 南昌航空大学 一种高荧光量子产率CdZnSe/CdSe/CdZnSe量子阱的量子点制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103694997A (zh) * 2013-11-26 2014-04-02 河南大学 一种合成蓝紫色发光ZnCdS/ZnS核壳结构纳米晶的方法
CN107686731A (zh) * 2017-09-20 2018-02-13 天津市中环量子科技有限公司 一种合金量子点及其制备方法
CN109585619A (zh) * 2018-12-04 2019-04-05 岭南师范学院 一种高荧光产率CdS/CdSe/CdS量子阱及其发光二极管的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103694997A (zh) * 2013-11-26 2014-04-02 河南大学 一种合成蓝紫色发光ZnCdS/ZnS核壳结构纳米晶的方法
CN107686731A (zh) * 2017-09-20 2018-02-13 天津市中环量子科技有限公司 一种合金量子点及其制备方法
CN109585619A (zh) * 2018-12-04 2019-04-05 岭南师范学院 一种高荧光产率CdS/CdSe/CdS量子阱及其发光二极管的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KI-HEON LEE ET AL.，: "Highly fluorescence-stable blue CdZnS/ZnS quantum dots against degradable environmental conditions", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110746975A (zh) * 2019-11-19 2020-02-04 南昌航空大学 一种高荧光量子产率CdZnSe/CdSe/CdZnSe量子阱的量子点制备方法
CN110746975B (zh) * 2019-11-19 2021-12-14 南昌航空大学 一种高荧光量子产率CdZnSe/CdSe/CdZnSe量子阱的量子点制备方法

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