CN111100630B - 一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法 - Google Patents

一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种CuInS2/ZnS量子点纳米材料的高温制备方法。具体包括以下步骤：(1)制备平均尺寸为2.7nm的CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯；(2)将氧化锌和油酸在氩气环境下升温至300℃，反应30分钟后降温至60℃，与三正辛胺混合，获得锌前驱溶液；(3)将硫粉与三正辛基磷在氩气环境下超声至溶液澄清，得到硫前驱溶液；(4)取步骤(1)中量子点100nmol，加入三正辛胺，在氩气环境下加热至300℃，稳定3‑4分钟，依次注入步骤(2)中的锌前驱溶液和步骤(3)中的硫前驱溶液，之后每隔1小时重复上述注入过程，总注入次数为4‑5次，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料。

Description

一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法
技术领域
本发明涉及一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法。
背景技术
白光LED是新一代节能照明产业的主要发展方向之一，它具有功耗低、寿命长、发光效率高、环保等很多其它传统照明光源无法比拟的优势，因此被认为是 21世纪新一代的绿色光源。制备白光LED器件的常规方法是在蓝光LED芯片上涂覆下转换荧光粉(YAG:Ce)。荧光粉把LED芯片所发射的部分蓝光转换为黄光，黄光与透射出的蓝光混合形成白光。该传统白光LED的显色指数较低，不利于照明，同时还存在严重的光照老化问题。作为新一代发光材料，半导体量子点具有优异的光学性质，可作为荧光下转换材料替代荧光粉来制造白光LED器件。虽然基于CdSe量子点的白光LED已经被大量研究，但由于该量子点具有毒性和严重的自吸收，它的应用受到了限制。因此，研发自吸收弱和毒性低的量子点纳米材料来替代YAG:Ce荧光粉，对我国的白光LED照明产业有重要意义。
发明内容
本发明提供一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法。该方法能在较短的时间内制备具有较厚壳层的CuInS2/ZnS半导体量子点纳米材料。
本发明的具体技术方案如下：
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其步骤如下：
步骤(1)、制备CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯中，CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为38～52.6nmol/mL；优选量子点的浓度为50nmol/mL，优选量子点的平均尺寸为2.7nm；
步骤(2)、将氧化锌和油酸在氩气环境下升温至290～300℃，反应20～40 分钟后降温至40～80℃，与三正辛胺混合，得到锌前驱溶液；
所述的锌前驱溶液中氧化锌的浓度为0.48mol/L～0.52mol/L，油酸与三正辛胺的体积比为1:1；
步骤(3)、在氩气环境下，将硫粉与三正辛基磷溶液超声至澄清，得到硫前驱溶液；
所述的硫前驱溶液中硫的浓度为0.98～1.02mol/L；
步骤(4)、取步骤(1)中产物，加三正辛胺，在氩气氛围下将溶液加热至 290～300℃，稳定3～4分钟；
所述的步骤(1)中的产物与三正辛胺的体积比为1:4～1:6；
步骤(5)、依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液和步骤 (3)中硫前驱溶液；
所述的硫前驱溶液、锌前驱溶液和三正辛胺的体积之比为1:2:16～1:2:24；
步骤(6)、每隔1小时重复步骤(5)，重复3～4次后，得到CuInS2/ZnS 量子点纳米材料。
本技术方案具有以下有益效果：
相比较于传统方法包覆的CuInS2/ZnS量子点，本发明中的CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的制备方法可以提高ZnS壳层的生长速度而快速地制备出厚壳层的CuInS2/ZnS量子点，量子点的稳定性得到提高。
附图说明
图1为实施方式一中步骤(1)和步骤(6)所制备的CuInS2/ZnS量子点的荧光光谱，其中虚线为步骤(1)中的小尺寸CuInS2/ZnS量子点，实线为步骤(6) 中在300℃反应4小时后得到的尺寸较大的CuInS2/ZnS量子点。
图2为实施方式一中步骤(1)所制备的小尺寸CuInS2/ZnS量子点的透射电子显微镜图。
图3为实施方式一步骤(6)中在300℃下反应4小时后得到的CuInS2/ZnS 量子点的透射电子显微镜图。
图4为实施方式四中步骤(2)所制备的CuInS2/ZnS量子点上层和下层清液样品的荧光光谱图，其中实线为未经高速离心的样品的荧光光谱曲线。
图5为实施方式四中步骤(2)所制备的CuInS2/ZnS量子点下层清液样品的透射电子显微镜图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面申请人将结合具体实施例和附图对本发明做进一步的详细说明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施方式一
(1)制备平均尺寸为2.7nm的CuInS2/ZnS量子点，将提纯后的量子点溶于十八烯，CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为50nmol/mL；CuInS2/ZnS 量子点的荧光光谱、透射电子显微镜图如图1-2所示；
(2)将5mmol氧化锌和5mL油酸在氩气环境下升温至300℃，反应30分钟后降温至60℃，与5mL三正辛胺混合，获得浓度为0.5mol/L的锌前驱溶液；
(3)将2mmol硫粉与2mL三正辛基磷在氩气环境下超声至溶液澄清，得到浓度为1mol/L的硫前驱溶液；
(4)取第一步中产物2mL，加入10mL三正辛胺，在氩气氛围下加热至300℃，稳定3分钟；
(5)依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液1mL和步骤(3) 中的硫前驱溶液0.5mL；
(6)每隔1小时重复步骤(5)，重复3次后，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料；CuInS2/ZnS量子点的透射电子显微镜图如图3所示。
实施方式二
(1)、制备平均尺寸为2nm的CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯中， CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为38nmol/mL；
(2)、将4.8mmol氧化锌和5mL油酸在氩气环境下升温至290℃，反应20 分钟后降温至40℃，与5mL三正辛胺混合，得到锌前驱溶液，锌前驱溶液中氧化锌的浓度为0.48mol/L；
(3)、在氩气环境下，将1.96mmol硫粉与2mL三正辛基磷溶液超声至澄清，得到硫前驱溶液，硫前驱溶液中硫的浓度为0.98mol/L；
(4)、取步骤(1)中产物2mL，加入8mL三正辛胺，在氩气氛围下将溶液加热至290℃，稳定3分钟；
(5)、依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液1mL和步骤 (3)中硫前驱溶液0.5mL；
(6)、每隔1小时重复步骤(5)，重复3次后，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料。
实施方式三
步骤(1)、制备平均尺寸为4nm的CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯中，CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为52.6nmol/mL；
步骤(2)、将5.2mmol氧化锌和5mL油酸在氩气环境下升温至300℃，反应40分钟后降温至80℃，与5mL三正辛胺混合，得到锌前驱溶液，锌前驱溶液中氧化锌的浓度为0.52mol/L；
步骤(3)、在氩气环境下，将2.04mmol硫粉与2mL三正辛基磷溶液超声至澄清，得到硫前驱溶液，硫前驱溶液中硫的浓度为1.02mol/L；
步骤(4)、取步骤(1)中产物2.1mL，加入12mL三正辛胺，在氩气氛围下将溶液加热至300℃，稳定4分钟；
步骤(5)、依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液2mL和步骤(3)中硫前驱溶液1mL；
步骤(6)、每隔1小时重复步骤(5)，重复4次后，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料。
实施方式四
(1)对实施方式一步骤(6)中得到的CuInS2/ZnS量子点纳米材料进行提纯，首先用正己烷和甲醇对该纳米材料进行多次萃取，然后用4000转/分钟的转速离心8分钟得到平均尺寸为7.7nm的CuInS2/ZnS大尺寸量子点。
(2)将步骤(1)中提纯后的CuInS2/ZnS的大尺寸量子点分散在8mL正己烷中，用高速离心机进行离心，设定离心机温度为5℃，转速为20000转/分钟，离心时间为8分钟后，分别取出上层清液4mL和下层清液4mL，从下层清液中可获得平均尺寸接近10nm的CuInS2/ZnS量子点，CuInS2/ZnS量子点上层和下层清液样品的荧光光谱图如图4所示，CuInS2/ZnS量子点下层清液样品的透射电子显微镜图如图5所示。

Claims (5)

1.一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤(1)、制备CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯中，CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为38～52.6nmol/mL；
步骤(2)、将氧化锌和油酸在氩气环境下升温至290～300℃，反应20～40分钟后降温至40～80℃，与三正辛胺混合，得到锌前驱溶液，锌前驱溶液中氧化锌的浓度为0.48mol/L～0.52mol/L，油酸与三正辛胺的体积比为1:1；
步骤(3)、在氩气环境下，将硫粉与三正辛基磷溶液超声至澄清，得到硫前驱溶液，硫前驱溶液中硫的浓度为0.98～1.02mol/L；
步骤(4)、取步骤(1)中产物，加三正辛胺，在氩气氛围下将溶液加热至290～300℃，稳定3～4分钟，步骤(1)中的产物与三正辛胺的体积比为1:4～1:6；
步骤(5)、依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液和步骤(3)中硫前驱溶液，硫前驱溶液、锌前驱溶液和三正辛胺的体积之比为1:2:16～1:2:24；
步骤(6)、每隔1小时重复步骤(5)，重复3～4次后，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料。
2.根据权利要求1所述的一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于：将步骤(6)得到的CuInS2/ZnS量子点纳米材料进行提纯，将纯化后的量子点溶于正己烷，量子点溶于正己烷后的浓度小于300nmol/mL，用高速离心机进行离心，离心机温度设定为2～10℃，离心机转速为19000～22000转/分钟，离心时间为8～10分钟，取出上层和下层清液，得到尺寸更加均一的量子点纳米材料，上层和下层清液的体积比为1:1～1:2。
3.如权利要求1所述的一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于：步骤(1)中制备的CuInS2/ZnS量子点的平均尺寸为2～4nm。
4.如权利要求1所述的一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于：步骤(2)中的反应时间为25～30分钟。
5.如权利要求1所述的一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于：步骤(2)中将氧化锌和油酸在氩气环境下升温至300℃。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106833610A (zh) * 2017-01-20 2017-06-13 深圳天吉新创科技有限公司 一种核壳结构量子点及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
厚壳层红绿量子点及其在显示背光源上的应用研究;黄博;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士) 基础科学辑》;20190515(第5期);第A005-70页 *

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