CN111592876B - 一种核壳结构量子点及其制备方法和应用 - Google Patents

一种核壳结构量子点及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111592876B
CN111592876B CN202010119668.3A CN202010119668A CN111592876B CN 111592876 B CN111592876 B CN 111592876B CN 202010119668 A CN202010119668 A CN 202010119668A CN 111592876 B CN111592876 B CN 111592876B
Authority
CN
China
Prior art keywords
source
cadmium
zinc
core
shell structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010119668.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111592876A (zh
Inventor
申怀彬
高岩
桂志祥
李林松
杜祖亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University
Original Assignee
Henan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University filed Critical Henan University
Priority to CN202010119668.3A priority Critical patent/CN111592876B/zh
Publication of CN111592876A publication Critical patent/CN111592876A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111592876B publication Critical patent/CN111592876B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/115OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising active inorganic nanostructures, e.g. luminescent quantum dots
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供了一种核壳结构量子点及其制备方法和应用,属于半导体功能材料技术领域。本发明通过控制锌源、镉源以及单质硒的用量及浓度,在合适的反应温度条件下,反应初期形成的CdSe晶核尺寸小且数量适中,同时利用体系中剩余的镉源形成中间过渡层,最终形成CdSe/ZnCdSe/ZnSe这种从内到外逐渐变化的梯度合金结构的大尺寸核壳结构量子点;本发明提供的核壳结构量子点由于从内到外没有晶格缺陷,生长的时候不会错位,因而最终所得核壳结构量子点的粒径大且粒径分布均匀,量子产率高,稳定性好。同时,本发明采用一步法制备核壳结构量子点,操作简单,解决了以往制备核壳结构量子点时需要分步进行导致工序繁琐的问题。

Description

一种核壳结构量子点及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及半导体功能材料技术领域,尤其涉及一种核壳结构量子点及其制备方法和应用。
背景技术
荧光量子点具有单色性好、色纯度高、光谱覆盖范围大、发光效率高、稳定性好等突出优点。以荧光量子点作为发光层的量子点发光二极管(QLED),具有超高的色彩还原、高效、低成本以及可弯曲等一系列优势,有望成为继有机发光二极管(OLED)之后的新一代主流显示照明技术,受到人们的广泛关注。
目前,用于构筑高性能QLED的荧光量子点的尺寸通常在10nm左右,且为核壳结构。现有技术中制备荧光量子点的方法是分步进行,即核壳结构量子点中成核过程和壳层生长过程分开,以便于壳层生长,获得高质量核壳结构。然而该方法制备过程繁杂,且壳层包覆过程中存在随着壳层厚度的增加,量子产率呈先增加后下降的趋势,通常核壳结构量子点的尺寸在10nm以内时量子产率达到最大(约为30~60%),其尺寸达到10nm时,量子产率下降较为严重。但是,在电/光致发光器件应用时要求核壳结构量子点尺寸较大有利于形成单层量子点发光薄膜,提升器件中载流子传输速率,进而提升器件的效率、亮度以及寿命。因此,如何通过一种简单的方法制备得到大尺寸、高质量的核壳结构量子点,以更好地应用于量子点电/光致发光器件领域,是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核壳结构量子点及其制备方法和应用,本发明采用一步法制备核壳结构量子点,操作简单,制备得到的核壳结构量子点的粒径大且粒径分布均匀,量子产率高。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
一种核壳结构量子点的制备方法,包括以下步骤:
将锌源、镉源和有机溶剂混合,得到锌源-镉源混合料液;所述锌源-镉源混合料液中锌源和镉源的总浓度为0.05~0.5mol/L,所述锌源和镉源的摩尔比为1:1~9;
将单质硒和有机溶剂混合,得到硒源料液;所述硒源料液中单质硒的浓度为0.2~1.5mol/L,所述单质硒的物质的量大于镉源的物质的量,且所述单质硒的物质的量小于等于锌源与镉源的物质的量之和;
将所述锌源-镉源混合料液加热至280~380℃,将加热后所得料液与硒源料液混合得到反应料液,在280~380℃条件下进行反应,得到核壳结构量子点。
优选地,所述锌源包括氧化锌、氯化锌、硝酸锌、油酸锌、硬脂酸锌、癸酸锌、月桂酸锌、十四酸锌、二十酸锌和二十四酸锌中的至少一种。
优选地,所述镉源包括氧化镉、氯化镉、硝酸镉、油酸镉、硬脂酸镉、癸酸镉、月桂酸镉、十四酸镉、二十酸镉和二十四酸镉中的至少一种。
优选地,所述反应料液中的有机溶剂包括第一有机溶剂和第二有机溶剂,所述第一有机溶剂为油酸、油胺、液体石蜡、十八稀、二十烷、二十四烷和矿物油中的至少一种,所述第二有机溶剂为三辛基膦和三丁基膦中的至少一种。
优选地,所述反应的时间为1~180min。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的核壳结构量子点。
优选地,所述核壳结构量子点结构上包括晶核、包覆在晶核表面的中间过渡层和包覆在中间过渡层表面的表层。
优选地,所述核壳结构量子点的化学组成表示为ZnxCd1-xSe,0.1<x<0.7。
优选地,所述核壳结构量子点的粒径≥12nm。
本发明提供了上述技术方案所述核壳结构量子点在电致发光器件或光致发光器件中的应用。
本发明提供了一种核壳结构量子点的制备方法,包括以下步骤:将锌源、镉源和有机溶剂混合,得到锌源-镉源混合料液;所述锌源-镉源混合料液中锌源和镉源的总浓度为0.05~0.5mol/L,所述锌源和镉源的摩尔比为1:1~9;将单质硒和有机溶剂混合,得到硒源料液;所述硒源料液中单质硒的浓度为0.2~1.5mol/L,所述单质硒的物质的量大于镉源的物质的量,且所述单质硒的物质的量小于等于锌源与镉源的物质的量之和;将所述锌源-镉源混合料液加热至280~380℃,将加热后所得料液与硒源料液混合得到反应料液,在280~380℃条件下进行反应,得到核壳结构量子点。本发明采用一步法制备核壳结构量子点,操作简单,解决了以往制备核壳结构量子点时需要分步进行导致工序繁琐的问题。同时,本发明通过控制锌源、镉源以及单质硒的用量及浓度,在合适的反应温度条件下,反应初期形成的CdSe晶核尺寸小且数量适中,同时利用体系中剩余的镉源形成中间过渡层,最终形成CdSe/ZnCdSe/ZnSe这种从内到外逐渐变化的梯度合金结构的大尺寸核壳结构量子点;本发明提供的核壳结构量子点由于从内到外没有晶格缺陷,生长的时候不会错位,因而最终所得核壳结构量子点的粒径大且粒径分布均匀,量子产率高,稳定性好。实施例的结果显示,采用本发明提供的方法制备的核壳结构量子点的粒径处于14~20nm,量子产率为87~96%,明显优于以往采用分步法制备的核壳结构量子点的粒径和量子产率。
附图说明
图1为实施例1制备的Zn0.4Cd0.6Se量子点的TEM图;
图2为实施例1制备的Zn0.4Cd0.6Se量子点的元素组分分析图;
图3为实施例2制备的Zn0.5Cd0.5Se量子点的TEM图;
图4为实施例3制备的Zn0.44Cd0.56Se量子点的TEM图;
图5为实施例4制备的Zn0.25Cd0.75Se量子点的TEM图。
图6为实施例1~5制备的核壳结构量子点随纯化次数增加的量子产率变化图;
图7为实施例1~5制备的核壳结构量子点随光照时间增加的量子产率变化图;
图8为对比例1制备的量子点的TEM图。
具体实施方式
本发明提供了一种核壳结构量子点的制备方法,包括以下步骤:
将锌源、镉源和有机溶剂混合,得到锌源-镉源混合料液;所述锌源-镉源混合料液中锌源和镉源的总浓度为0.05~0.5mol/L,所述锌源和镉源的摩尔比为1:1~9;
将单质硒和有机溶剂混合,得到硒源料液;所述硒源料液中单质硒的浓度为0.2~1.5mol/L,所述单质硒的物质的量大于镉源的物质的量,且所述单质硒的物质的量小于等于锌源与镉源的物质的量之和;
将所述锌源-镉源混合料液加热至280~380℃,将加热后所得料液与硒源料液混合得到反应料液,在280~380℃条件下进行反应,得到核壳结构量子点。
本发明将锌源、镉源和有机溶剂混合,得到锌源-镉源混合料液。在本发明中,所述锌源优选包括氧化锌、氯化锌、硝酸锌、油酸锌、硬脂酸锌、癸酸锌、月桂酸锌、十四酸锌、二十酸锌和二十四酸锌中的至少一种,更优选为油酸锌或癸酸锌;所述镉源优选包括氧化镉、氯化镉、硝酸镉、油酸镉、硬脂酸镉、癸酸镉、月桂酸镉、十四酸镉、二十酸镉和二十四酸镉中的至少一种,更优选为油酸镉。在本发明中,所述锌源-镉源混合料液中锌源和镉源的总浓度为0.05~0.5mol/L,优选为0.1~0.4mol/L;所述锌源和镉源的摩尔比为1:1~9,优选为1:1~3。
本发明将单质硒和有机溶剂混合,得到硒源料液。在本发明中,所述单质硒优选为硒粉,所述硒粉的粒径优选为200~400目。在本发明中,所述硒源料液中单质硒的浓度为0.2~1.5mol/L,优选为0.7~1.4mol/L。
在本发明中,所述单质硒的物质的量大于镉源的物质的量,且所述单质硒的物质的量小于等于锌源与镉源的物质的量之和;优选地,所述单质硒的物质的量等于锌源与镉源的物质的量之和。
本发明将锌源和镉源的用量以及浓度控制在上述范围内,有利于避免镉源中镉在后续反应初期快速被消耗完毕,不能形成过渡层,导致在成核生长过程中晶格缺陷较大,不能使最终所得量子点获得较大尺寸,也不能保持高的量子产率。将单质硒的用量控制在上述范围,有利于保持高的量子产率,如果Se过剩的话,最终量子点产物的表面就会存在较多的Se元素,Se元素容易与氧气发生反应导致表面被破坏,降低量子产率;如果Se过少的话,如小于镉源的物质的量,不利于获得大尺寸核壳结构量子点且不利于保持高的量子产率。
本发明将所述锌源-镉源混合料液加热至280~380℃,将加热后所得料液与硒源料液混合得到反应料液,在280~380℃条件下进行反应,得到核壳结构量子点。在本发明中,所述加热的升温速率优选为5~10℃/min,具体是从室温升温至反应所需温度;在本发明的实施例中,所述室温具体是指25℃。本发明优选采用上述升温速率,使体系温度不至于快速升高,造成量子点生长过快;若量子点生长过快,容易造成晶格缺陷,导致量子点生长不完整以及量子产率下降的问题。
本发明优选向加热后所得料液中加入硒源料液,得到反应料液。在本发明中,所述反应料液中的有机溶剂优选包括第一有机溶剂和第二有机溶剂,所述第一有机溶剂优选为油酸、油胺、液体石蜡、十八稀、二十烷、二十四烷和矿物油中的至少一种,更优选为油酸、油胺、液体石蜡、十八稀、二十烷、二十四烷和矿物油中的任意两种;所述第二有机溶剂优选为三辛基膦和三丁基膦中的至少一种,更优选为三辛基膦或三丁基膦。在本发明中,所述反应料液中的有机溶剂即为锌源-镉源混合料液中的有机溶剂和硒源料液中的有机溶剂,本发明对锌源-镉源混合料液中有机溶剂和硒源料液中有机溶剂的具体种类不作特殊限定,最终使反应料液中有机溶剂种类满足上述要求即可。在本发明的实施例中,所述反应料液中的有机溶剂具体可以为液体石蜡-十八烯-三辛基膦、二十四烷-油氨-三丁基膦、二十四烷-液体石蜡-三辛基膦或液体石蜡-十八烯-三辛基膦,本发明对反应料液中各有机溶剂的配比不作特殊限定,能够保证反应顺利进行即可。本发明优选采用高沸点的有机溶剂,能够提供反应环境,保证后续反应顺利进行。
在本发明中,所述反应的温度为280~380℃,优选为300~380℃;反应的时间优选为1~180min,更优选为60~180min。在本发明中,所述反应优选在搅拌条件下进行,所述搅拌的转速优选为500~3000rpm,更优选为500~1000rpm。在本发明中,由于Cd和Zn的反应活性不同最终可以得到核壳结构量子点。具体的,由于Cd活性较高,在280~380℃温度条件下,反应初期(0~30s)主要是镉源中镉和Se反应形成适量小尺寸的CdSe晶核;随着反应的进行,镉源浓度降低,锌源中锌逐渐参与反应,在CdSe晶核表面生长一定厚度的ZnCdSe中间过渡层(约几分钟到几十分钟),即形成CdSe/ZnCdSe;随着反应的继续进行,镉源浓度进一步降低至消耗完毕,则为锌源中锌与Se反应,在ZnCdSe中间过渡层表面生长一定厚度的ZnSe表层(约几分钟到几十分钟),即最终形成CdSe/ZnCdSe/ZnSe结构的ZnxCd1-xSe梯度合金核壳结构量子点(0.1<x<0.7),其特点为从内到外Cd元素含量逐渐降低,Zn元素逐渐增加。
本发明通过控制各组分浓度以及用量、反应温度在上述范围内,反应初期形成的CdSe晶核尺寸小且数量适中,同时利用体系中剩余的镉源形成中间过渡层,降低后续壳层生长时的晶格缺陷,最终形成CdSe/ZnCdSe/ZnSe这种从内到外逐渐变化的完美的梯度合金结构的大尺寸核壳结构量子点;本发明提供的核壳结构量子点由于从内到外没有晶格缺陷,生长的时候不会错位,因而最终所得核壳结构量子点的粒径大且粒径分布均匀,量子产率高。如果各组分浓度以及用量、反应温度控制不合适,容易导致反应初期镉源的大量消耗,形成大量的CdSe晶核,中间不能够形成足够厚的ZnCdSe中间层作为过渡,导致最终量子点产物难以长大,形成的量子点尺寸较小。
所述反应完成后,本发明优选对得到的物料依次进行降温、沉降和固液分离,得到核壳结构量子点。本发明对所述降温的方式没有特殊要求,优选采用自然冷却的方式,将反应后物料的温度降低至室温即可。降温后,本发明优选将降温后的物料进行沉降,以便于进行后续固液分离。在本发明中,所述沉降用沉降剂优选包括醇类溶剂和酯类溶剂中的至少一种;所述醇类溶剂优选包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇和叔丁醇中的一种或几种,进一步优选为乙醇;所述酯类溶剂优选包括乙酸乙酯、癸酸乙酯、丙酸乙酯、壬酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯和丁酸乙酯中的一种或几种,进一步优选为乙酸乙酯。在本发明中,所述醇类溶剂或酯类溶剂为几种组分的混合物时,本发明对所述混合物中各组分的用量比没有特殊要求。在本发明中,所述降温后的物料与沉降剂的体积比优选为1:8~10,进一步优选为1:9。本发明优选将所述降温后得到的物料与沉降剂混合以实现沉降,之后对混合均匀的物料进行固液分离即可,所得固相即为核壳结构量子点,无需干燥可直接加入到非极性溶剂(如正己烷、甲苯或正辛烷)中储存。在本发明中,所述固液分离的方式优选为过滤或离心,进一步优选为离心。本发明对所述离心的具体实施方式没有特殊要求,以能实现固液完全分离即可。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的核壳结构量子点。在本发明中,所述核壳结构量子点结构上包括晶核、包覆在晶核表面的中间过渡层和包覆在中间过渡层表面的表层,即中间过渡层和表层为壳层,其中,所述晶核的组成主要为CdSe,中间过渡层的组成主要为ZnCdSe,表层的组成主要为ZnSe;所述核壳结构量子点的化学组成表示为ZnxCd1-xSe,0.1<x<0.7,所述核壳结构量子点的粒径优选≥12nm,更优选为14~20nm。本发明提供的核壳结构量子点中,Se分布在整个量子点中,从量子点内部到外部(即从晶核到壳层),Cd逐渐减少,Zn逐渐增加,即量子点的晶核部分主要是Cd和Se,壳层部分主要是Zn和Se。
本发明提供了上述技术方案所述核壳结构量子点在电致发光器件或光致发光器件中的应用。本发明对所述核壳结构量子点在电致发光器件或光致发光器件中的具体应用方式没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备Zn0.4Cd0.6Se量子点,包括以下步骤:
将1.6mmol油酸锌、2.4mmol油酸镉和15mL液体石蜡混合,得到锌源-镉源混合料液;将4mmol硒粉、2mL三辛基膦和1mL十八烯混合,得到硒源料液;
将所述锌源-镉源混合料液以5℃/min升温速率从室温(25℃)升温到310℃,之后加入所述硒源料液,在800rpm、310℃条件下反应60min;反应完成后将所得物料自然降温至室温,按降温后物料与乙醇体积比为1:9计,将所述降温后物料与乙醇混合均匀以进行沉降,之后离心分离,所得固相为Zn0.4Cd0.6Se量子点。
对实施例1制备的Zn0.4Cd0.6Se量子点进行量子产率测试,结果显示量子产率为87%。
对实施例1制备的Zn0.4Cd0.6Se量子点进行TEM形貌表征,结果如图1所示;由图1可知,所述Zn0.4Cd0.6Se量子点的粒径为14nm。
图2为实施例1制备的Zn0.4Cd0.6Se量子点的元素组分分析图,由图2可知,所述Zn0.4Cd0.6Se量子点为核壳结构,且Se分布在整个量子点中,从量子点内部到外部(即从晶核到壳层),Cd逐渐减少,Zn逐渐增加,即量子点的晶核部分主要是Cd和Se,壳层部分主要是Zn和Se。
实施例2
制备Zn0.5Cd0.5Se量子点,包括以下步骤:
将1.8mmol油酸锌、1.8mmol油酸镉和15mL二十四烷混合,得到锌源-镉源混合料液;将3.6mmol硒粉、1.5mL三丁基膦和1.5mL油氨混合,得到硒源料液;
将所述锌源-镉源混合料液以5℃/min升温速率从室温(25℃)升温到330℃,之后加入所述硒源料液,在500rpm、330℃条件下反应80min;反应完成后将所得物料自然降温至室温,按降温后物料与乙酸乙酯体积比为1:9计,将所述降温后物料与乙酸乙酯混合均匀以进行沉降,之后离心分离,所得固相为Zn0.5Cd0.5Se量子点。
对实施例2制备得到的Zn0.5Cd0.5Se量子点进行量子产率测试,结果显示量子产率为92%。
对实施例2制备得到的Zn0.5Cd0.5Se量子点进行TEM形貌表征,结果如图3所示;由图3可知,所述Zn0.5Cd0.5Se量子点的粒径为16nm。
按照实施例1的方法对实施例2得到的Zn0.5Cd0.5Se量子点进行元素组分分析,结果显示所述Zn0.5Cd0.5Se量子点的元素组分分析与实施例1基本一致。
实施例3
制备Zn0.44Cd0.56Se量子点,包括以下步骤:
将2.4mmol癸酸锌、3mmol油酸镉和15mL二十四烷混合,得到锌源-镉源混合料液;将5.4mmol硒粉、4mL三辛基膦和1mL液体石蜡混合,得到硒源料液;
将所述锌源-镉源混合料液以10℃/min升温速率从室温(25℃)升温到350℃,之后加入所述硒源料液,在1000rpm、350℃条件下反应60min;反应完成后将所得物料自然降温至室温,按降温后物料与乙醇体积比为1:9计,将所述降温后物料与乙醇混合均匀以进行沉降,之后离心分离,所得固相为Zn0.44Cd0.56Se量子点。
对实施例3制备得到的Zn0.44Cd0.56Se量子点进行量子产率测试,结果显示量子产率为96%。
对实施例3制备得到的Zn0.44Cd0.56Se量子点进行TEM形貌表征,结果如图4所示;由图4可知,所述Zn0.44Cd0.56Se量子点的粒径为18nm。
按照实施例1的方法对实施例3得到的Zn0.44Cd0.56Se量子点进行元素组分分析,结果显示所述Zn0.44Cd0.56Se量子点的元素组分分析与实施例1基本一致。
实施例4
制备Zn0.25Cd0.75Se量子点,包括以下步骤:
将0.7mmol癸酸锌、2.1mmol油酸镉和10mL液体石蜡混合,得到锌源-镉源混合料液;将2.8mmol硒粉、3mL三辛基膦和1mL十八烯混合,得到硒源料液;
将所述锌源-镉源混合料液以10℃/min升温速率从室温(25℃)升温到380℃,之后加入所述硒源料液,在1500rpm、380℃条件下反应180min;反应完成后将所得物料自然降温至室温,按降温后物料与乙酸乙酯体积比为1:9计,将所述降温后物料与乙酸乙酯混合均匀以进行沉降,之后离心分离,所得固相为Zn0.25Cd0.75Se量子点。
对实施例4制备得到的Zn0.25Cd0.75Se量子点进行量子产率测试,结果显示量子产率为91%。
对实施例4制备得到的Zn0.25Cd0.75Se量子点进行TEM形貌表征,结果如图5所示;由图5可知,所述Zn0.25Cd0.75Se量子点的粒径为20nm。
按照实施例1的方法对实施例4得到的Zn0.25Cd0.75Se量子点进行元素组分分析,结果显示所述Zn0.25Cd0.75Se量子点的元素组分分析与实施例1基本一致。
对实施例1~5制备的核壳结构量子点的稳定性进行测试,具体如下:
(1)提纯次数对核壳结构量子点量子产率的影响:将核壳结构量子点加入到正己烷中,之后加入乙醇和乙酸乙酯,其中,正己烷、乙醇和乙酸乙酯的体积比为1:4:4,将所得体系混合均匀后离心分离,所得固相为一次提纯后的核壳结构量子点,测定量子产率;按照上述方法重复进行提纯并测定量子产率,结果见图6。
(2)紫外光照射对核壳结构量子点量子产率的影响:将核壳结构量子点加入到正己烷中,采用8瓦紫外灯照射;测定不同时间条件下的量子产率,结果见图7。
由图6和图7可知,实施例1~5制备的核壳结构量子点均具有良好的稳定性,经过10次纯化其量子产率可保持原来的94%以上,经过8瓦紫外灯照射10小时,其量子产率仍可保持为原来的96%以上。
对比例1
按照实施例4的方法制备量子点,不同之处仅在于,硒粉的用量为1.8mmol。
对该对比例制备得到的量子点进行量子产率测试,结果显示量子产率为52%。
对该对比例制备得到的量子点进行TEM形貌表征,结果如图8所示;由图8可知,所述量子点的粒径为6nm。
由以上实施例和对比例可知,采用本发明提供的方法制备的核壳结构量子点的粒径大且粒径分布均匀,量子产率高,稳定性好;而对比例1制备量子点时,硒粉的用量少,最终所得量子点的粒径小,且量子产率低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种核壳结构量子点的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将锌源、镉源和有机溶剂混合,得到锌源-镉源混合料液;所述锌源-镉源混合料液中锌源和镉源的总浓度为0.1~0.4mol/L,所述锌源和镉源的摩尔比为1:1~9;所述锌源包括氧化锌、氯化锌、硝酸锌、油酸锌、硬脂酸锌、癸酸锌、月桂酸锌、十四酸锌、二十酸锌和二十四酸锌中的至少一种,所述镉源包括氧化镉、氯化镉、硝酸镉、油酸镉、硬脂酸镉、癸酸镉、月桂酸镉、十四酸镉、二十酸镉和二十四酸镉中的至少一种;
将单质硒和有机溶剂混合,得到硒源料液;所述硒源料液中单质硒的浓度为0.7~1.4mol/L,所述单质硒的物质的量大于镉源的物质的量,且所述单质硒的物质的量小于等于锌源与镉源的物质的量之和;
将所述锌源-镉源混合料液加热至280~380℃,将加热后所得料液与硒源料液混合得到反应料液,在280~380℃条件下进行反应60~180min;对得到的物料依次进行降温、沉降和固液分离,得到核壳结构量子点;所述沉降用沉降剂包括醇类溶剂和酯类溶剂中的至少一种;
所述核壳结构量子点的粒径为14~20nm,量子产率为87~96%。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述反应料液中的有机溶剂包括第一有机溶剂和第二有机溶剂,所述第一有机溶剂为油酸、油胺、液体石蜡、十八稀、二十烷、二十四烷和矿物油中的至少一种,所述第二有机溶剂为三辛基膦和三丁基膦中的至少一种。
3.权利要求1~2任一项所述制备方法制备得到的核壳结构量子点。
4.根据权利要求3所述的核壳结构量子点,其特征在于,所述核壳结构量子点结构上包括晶核、包覆在晶核表面的中间过渡层和包覆在中间过渡层表面的表层。
5.根据权利要求4所述的核壳结构量子点,其特征在于,所述核壳结构量子点的化学组成表示为ZnxCd1-xSe,0.1<x<0.7。
6.权利要求3~5任一项所述核壳结构量子点在电致发光器件或光致发光器件中的应用。
CN202010119668.3A 2020-02-26 2020-02-26 一种核壳结构量子点及其制备方法和应用 Active CN111592876B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010119668.3A CN111592876B (zh) 2020-02-26 2020-02-26 一种核壳结构量子点及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010119668.3A CN111592876B (zh) 2020-02-26 2020-02-26 一种核壳结构量子点及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111592876A CN111592876A (zh) 2020-08-28
CN111592876B true CN111592876B (zh) 2021-05-14

Family

ID=72183246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010119668.3A Active CN111592876B (zh) 2020-02-26 2020-02-26 一种核壳结构量子点及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111592876B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114058368B (zh) * 2021-12-20 2023-09-19 河南大学 一种合金化核壳结构量子点及其制备方法
CN114276812B (zh) * 2022-01-30 2023-04-07 南京贝迪新材料科技股份有限公司 一种具有梯度合金壳的新型显示用量子点、制备方法及应用
CN114507526B (zh) * 2022-03-10 2023-07-28 河南大学 一种硒元素贯穿的核壳结构量子点及其制备方法
CN114507525A (zh) * 2022-03-10 2022-05-17 河南大学 一种完全梯度合金量子点及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107350483B (zh) * 2017-07-14 2019-06-07 河南大学 一种梯度合金量子点及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111592876A (zh) 2020-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111592876B (zh) 一种核壳结构量子点及其制备方法和应用
CN108546553B (zh) 一种ii-ii-vi合金量子点、其制备方法及其应用
US11319485B2 (en) Group III-V quantum dots, method for preparing the same
CN111348674B (zh) Cs3Cu2X5(X=Cl、Br、I)纳米晶的制备方法及产物
JP5739152B2 (ja) 量子ドットの製造方法
CN108841373B (zh) 一种红光量子点、其合成方法及量子点发光二极管
TWI636951B (zh) 核心/殼奈米晶體量子點之一步合成
CN106010511A (zh) 一种去除油溶性量子点中残余阳离子前驱体的方法
JP7278371B2 (ja) 量子ドット、波長変換材料、バックライトユニット、画像表示装置及び量子ドットの製造方法
CN111117602B (zh) 具有梯度核壳结构的大尺寸磷化铟量子点的制备方法
US20210024356A1 (en) Method for preparing nanocrystal with core-shell structure
CN113698931A (zh) 一种纳米晶/氧化铝核壳结构发光材料及其制备方法
CN111909682B (zh) 核壳结构量子点的制备方法及由其制备的产品
US11859117B2 (en) Preparation method for quantum dots
CN115710505B (zh) 一种降低核壳型磷化铟量子点荧光半峰宽的方法
CN111349436A (zh) 一种量子点的制备方法
CN114958377B (zh) 合金纳米晶群、核壳纳米晶群及其应用、合成方法
CN112011327A (zh) 核壳结构量子点的制备方法及由其制备的产品
CN112824479B (zh) 量子点核、核壳型量子点、其制备方法、量子点发光器件及量子点组合物
WO2022174778A1 (zh) 合金纳米晶群、核壳纳米晶群及其应用、合成方法
CN110964509B (zh) 一种电子装置、球形量子点及其合成方法
CN113549460B (zh) 纳米晶的制备方法
CN115403067B (zh) 一种提高混合卤素钙钛矿稳定性的方法
WO2021124934A1 (ja) 半導体ナノ粒子集合体、半導体ナノ粒子集合体分散液、半導体ナノ粒子集合体組成物及び半導体ナノ粒子集合体硬化膜
CN116987505A (zh) 一种具有窄发射光谱的磷化铟量子点制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant