CN111592877B - 一种核壳结构量子点及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及量子点发光材料技术领域,尤其涉及一种核壳结构量子点及其制备方法。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:将铟盐与有机溶剂混合,得到铟前驱体溶液;将所述铟前驱体溶液与磷前驱体溶液混合,进行晶核生长,得到InP量子点晶核;将所述InP量子点晶核进行去氧化处理后,以所述InP量子点为核,在所述InP量子点的表面生长壳层结构,得到核壳结构量子点;所述去氧化处理采用的试剂为氟化物、硒化物或硫化物。根据实施例的记载,利用本发明所述的制备方法制备得到的核壳结构量子点的产率在80%以上,荧光峰位覆盖范围为520~660nm。
Description
技术领域
本发明涉及量子点发光材料技术领域,尤其涉及一种核壳结构量子点及其制备方法。
背景技术
磷化铟(InP)相关核壳结构荧光量子点(QDs)理论上不但具有荧光量子产率高、光化学稳定性强、单色性佳、荧光发射峰随粒径连续可调等优异特性,而且相对于传统的含有Cd、Pb、Hg重金属的荧光量子点具有低毒性、环境友好等优点,被认为是当前最具有应用前景的荧光量子点。然而在合成InP相关核壳结构量子点时,长期存在着一个难以逾越的难题,即InP晶核合成后很容易受到氧化,在InP表面形成InPOx或者In2O3,从而造成了晶核表面缺陷,进而造成了壳层生长困难和核壳结构量子点产率较低。因此,如何通过对InP晶核合成过程降低表面氧化或合成之后对表面进行修饰处理从而消除表面氧化造成的缺陷,是进一步构筑高质量InP核壳结构量子点的关键因素。
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,所述制备方法中的去氧化处理可以有效的消除InP表面的氧化层,进而有效的生长壳层结构,进而提高了核壳结构量子点的产率和光学稳定性。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
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:
将铟盐与有机溶剂混合,得到铟前驱体溶液;
将所述铟前驱体溶液与磷前驱体溶液混合,进行晶核生长,得到InP量子点晶核;
将所述InP量子点晶核进行去氧化处理后,以所述InP量子点晶核为核,在所述InP量子点晶核的表面生长壳层结构,得到核壳结构量子点;
所述去氧化处理采用的试剂为氟化物、硒化物或硫化物。
优选的,所述铟盐包括醋酸铟、碘化铟、氯化铟、油酸铟和硬脂酸铟中的一种或几种;
所述有机溶剂包括有机酸、油胺、三辛胺、石蜡、十八稀、二十烷、二十四烷和矿物油中的任意一种;
所述有机酸包括十碳酸、十二碳酸、十四碳酸、十六碳酸和油酸中的任意一种;
所述磷前驱体溶液中的磷前驱体包括三(三甲硅烷基)磷、三(二甲胺基)磷和二乙氨基磷中的一种或几种。
优选的,所述铟盐与有机溶剂的混合温度为80~150℃;
所述晶核生长的温度为260~350℃,所述晶核生长的时间为10~120min。
优选的,所述氟化物包括氟化铵和/或氟化氢;
所述硒化物包括硒化氨和/或硒化氢;
所述硫化物包括硫化铵和/或硫化氢。
优选的,所述去氧化处理的过程包括以下步骤:
制备InP量子点晶核溶液;
将所述InP量子点晶核溶液与所述去氧化处理采用的试剂混合,进行氧化还原反应;
所述去氧化处理采用的试剂以溶液的形式加入。
优选的,所述氧化还原反应的温度为80~220℃,时间为1~60min。
优选的,所述壳层结构为ZnS层、ZnSe层和ZnSeS层中的一层或几层。
优选的,所述壳层结构的锌源包括氯化锌、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一种或几种;
所述ZnS层或ZnSeS层的硫源包括硫、硫化氢、硫化氨和硫醇中的一种或几种;
所述ZnSe层或ZnSeS层的硒源包括硒和/或硒化氢。
优选的,在所述InP量子点晶核的表面生长壳层结构的温度为300~350℃,时间为10~100min。
本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的核壳结构量子点,所述核壳结构量子点的荧光光谱波长范围为520~660nm。
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:将铟盐与有机溶剂混合,得到铟前驱体溶液;将所述铟前驱体溶液与磷前驱体溶液混合,进行晶核生长,得到InP量子点晶核;将所述InP量子点晶核进行去氧化处理后,以所述InP量子点为核,在所述InP量子点的表面生长壳层结构,得到核壳结构量子点;所述去氧化处理采用的试剂为氟化物、硒化物或硫化物。所述去氧化处理剂能够很好的与InP表面形成的氧化物发生氧化还原反应去除表面氧元素,从而减少由于氧元素形成的缺陷。具体的,氟化物能和InPOx或者In2O3反应后去除氧元素,形成InP-F或In-F,然后与Se或者S反应形成InP-或者In-的Se或者S化物,减少氧引起的缺陷;采用硒化物或硫化物直接就可以去除氧并形成InP-或者In-的Se或者S化物。InP-或者In-的Se或者S化物是我们所需要合成的InP/ZnSe或者InP/ZnS的中间层。根据实施例的记载,利用本发明所述的制备方法制备得到的核壳结构量子点的产率在80%以上,荧光峰位覆盖范围为520~660nm。
附图说明
图1为实施例1制备InP/ZnSe/ZnS过程中的荧光变化图;
图2为实施例1制备得到的InP/ZnSe/ZnS的TEM图;
图3为实施例2制备InP/ZnSe/ZnS过程中的荧光变化图;
图4为实施例2制备得到的InP/ZnSe/ZnS的TEM图;
图5为实施例3制备InP/ZnS过程中的荧光变化图;
图6为实施例3制备得到的InP/ZnS的TEM图;
图7为实施例4制备InP/ZnSeS过程中的荧光变化图;
图8为实施例4制备得到的InP/ZnSeS的TEM图;
图9为实施例5制备得到的InP/ZnSe/ZnS的TEM图;
图10为实施例5制备得到的InP/ZnSe/ZnS的TEM图;
图11为实施例1~5得到的InP核壳结构量子点随纯化次数增加的量子产率变化图;
图12为实施例1~5得到的InP核壳结构量子点随光照时间的量子产率变化图。
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:
将铟盐与有机溶剂混合,得到铟前驱体溶液;
将所述铟前驱体溶液与磷前驱体溶液混合,进行晶核生长,得到InP量子点晶核;
将所述InP量子点晶核进行去氧化处理后,以所述InP量子点晶核为核,在所述InP量子点晶核的表面生长壳层结构,得到核壳结构量子点;
所述去氧化处理采用的试剂为氟化物、硒化物或硫化物。
在本发明中,若无特殊说明,所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明将铟盐与有机溶剂混合,得到铟前驱体溶液。在本发明中,所述铟盐优选包括醋酸铟、碘化铟、氯化铟、油酸铟和硬脂酸铟中的一种或几种;当所述铟盐优选为上述具体选择中的两种以上时,本发明对所述具体物质的配比没有任何特殊的限定。在本发明中,所述有机溶剂优选包括有机酸、油胺、三辛胺、石蜡、十八稀、二十烷、二十四烷和矿物油中的任意一种;所述有机酸优选包括十碳酸、十二碳酸、十四碳酸、十六碳酸和油酸中的任意一种。在本发明中,当所述有机溶剂包括有机酸时,所述有机酸与所述铟盐的摩尔比优选为(3~9):1,更优选为(4~8):1,最优选为(5~7):1;本发明对其他有机溶剂的用量没有任何特殊的要求;所述其他有机溶剂与有机酸的总体积优选为反应容器的体积的十分之一到三分之二的用量即可。在本发明中,当所述有机溶剂不包括有机酸时,所述有机溶剂的用量优选为反应容器的体积的十分之一到三分之二即可。
在本发明中,所述混合的过程优选为:将所述铟盐与有机溶剂混合,在80~150℃下排气10~30min,去除水汽和其他低沸点溶剂,得到铟前驱体溶液。
得到铟前驱体溶液后,本发明将所述铟前驱体溶液与磷前驱体溶液混合,进行晶核生长,得到InP量子点晶核。在本发明中,所述磷前驱体溶液中的磷前驱体优选包括三(三甲硅烷基)磷、三(二甲胺基)磷和二乙氨基磷中的一种或几种;当所述磷前驱体为上述具体选择中的两种以上时,本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定,按任意配比进行混合即可。在本发明中,所述磷前驱体溶液的浓度优选为0.1~0.4mmol/ml,更优选为0.15~0.25mmol/ml。在本发明中,所述铟盐与所述磷前驱体溶液中的磷前驱体的摩尔比优选为(1~4):1,更优选为2:1。
本发明对所述混合的方式没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式进行即可。
在本发明中,所述混合的温度优选与所述晶核生长的温度相同,所述晶核生长的温度优选为260~350℃,更优选为280~320℃,最优选为290~310℃;所述晶核生长的时间优选为10~120min,更优选为20~100min,最优选为40~80min。
所述晶核生长的过程完成后,本发明还优选包括将得到的产物体系冷却至室温后,加入丙酮进行沉淀,并进行固液分离。本发明对所述冷却没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。本发明对所述丙酮的用量没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的用量并保证将得到的InP全部沉淀出来即可。在本发明中,所述固液分离优选为离心分离,本发明对所述离心分离没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式进行即可。
得到InP量子点晶核后,本发明将所述InP量子点晶核进行去氧化处理后,以所述InP量子点晶核为核,在所述InP量子点晶核的表面生长壳层结构,得到核壳结构量子点;所述去氧化处理采用的试剂为氟化物、硒化物或硫化物。在本发明中,所述氟化物优选包括氟化铵和/或氟化氢,当所述氟化物为氟化铵和氟化氢时,本发明对所述氟化铵和氟化氢的配比没有任何特殊的限定。在本发明中,所述硒化物优选包括硒化氨和/或硒化氢;当所述硒化物为硒化氨和/或硒化氢时,本发明对所述硒化氨和硒化氢的配比没有任何特殊的限定。在本发明中,所述硫化物优选包括硫化铵和/或硫化氢;当所述硫化物为硫化铵和硫化氢时,本发明对所述硫化铵和硫化氢的配比没有任何特殊的限定。
在本发明中,所述去氧化处理的过程优选包括以下步骤:制备InP量子点晶核溶液;将所述InP量子点晶核溶液与所述去氧化处理采用的试剂混合,进行氧化还原反应;所述去氧化处理采用的试剂优选以溶液的形式加入。在本发明中,所述InP量子点晶核溶液的制备过程优选为:将所述InP量子点晶核先溶解在非极性溶剂中后,再与极性溶剂混合,加热排气,去除所述非极性溶剂;在本发明中,所述非极性溶剂优选为正己烷、甲苯或氯仿;本发明对所述非极性溶剂的用量没有任何特殊的要求,能够将所述InP量子点晶核充分溶解即可。在本发明中,所述极性溶剂优选为油酸和/或油胺。当所述极性溶剂为油酸和油胺的混合液时,所述油酸的量为壳层生长时候用的锌的摩尔量的2~10倍;所述油酸与所述油胺溶液的体积比优选为1:(4~20),更优选为1:(8~12)。在本发明中,上述制备方法能够使InP量子点晶核更好的溶解在所述极性溶剂中。在本发明中,所述加热排气的温度优选为120℃,所述加热排气的时间优选为30min。在本发明中,所述InP量子点晶核溶液中InP量子点晶核的摩尔浓度优选为0.1~0.4mmol/mL,更优选为0.2~0.3mmol/mL;所述去氧化处理采用的试剂的摩尔浓度优选为0.5~1mmol/mL,更优选为0.6~0.8mmol/mL,最优选为0.67~0.7mmol/mL。在本发明中,所述混合的温度优选与所述氧化还原反应的温度相同。在本发明中,所述氧化还原反应的温度优选为80~220℃,更优选为150~180℃,时间优选为1~60min,更优选为5~30min。
在本发明中,所述壳层结构优选为ZnS层、ZnSe层和ZnSeS层中的一层或几层;所述壳层结构的锌源优选包括氯化锌、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一种或几种;当所述锌源优选为上述具体选择中的两种以上时,本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定;所述ZnS层或ZnSeS层的硫源优选包括硫、硫化氢、硫化氨和硫醇中的一种或几种;当所述硫源优选为上述具体选择中的两种以上时,本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定;所述ZnSe层或ZnSeS层的硒源优选包括硒和/或硒化氢;当所述硒源为硒和硒化氢时,本发明对硒和硒化氢的配比没有任何特殊的限定,按任意配比进行混合即可。
在本发明中,所述生长壳层结构的过程优选在上述去氧化体系中进行;即所述去氧化过程完成后,将壳层结构的硫源和/或硒源以及锌源对应的溶液加入上述去氧化体系中即可。本发明对所述硫源和/或硒源以及锌源对应的溶液的溶剂没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的溶剂即可。在本发明中,所述硫源对应的溶液的摩尔浓度优选为0.3~0.7mmol/mL,更优选为0.5mmol/mL;所述硒源对应的溶液的摩尔浓度优选为0.3~0.7mmol/mL,更优选为0.5mmol/mL;所述锌源对应的溶液的摩尔浓度优选为0.3~0.7mmol/mL,更优选为0.5mmol/mL。
在本发明中,在所述InP量子点的表面生长壳层结构的温度优选为300~350℃,更优选为320~340℃;时间优选为10~100min,更优选为20~60min。
在本发明中,在所述InP量子点晶核的表面生长壳层结构的过程完成后,本发明还优选包括对得到的产物体系进行后处理,所述后处理优选包括:对在所述InP量子点的表面生长壳层结构后得到的物料依次进行降温和沉降,得到InP核壳结构量子点。本发明对所述降温的方式没有特殊要求,将反应后物料的温度降低至室温即可;在本发明中,所述降温的方式具体为自然冷却的方式。在本发明中,所述沉降用沉降剂优选包括醇类溶剂或酯类溶剂;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上述具体物质中的两种以上时,本发明对所述具体物质的用量比没有特殊要求。
在本发明中,所述降温后所得物料与沉降剂的体积比优选为1:8~10,更优选为1:9。所述沉降完成后,本发明还优选包括固液分离;所述固液分离的方式优选为过滤或离心。本发明对所述过滤和离心没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行,并能够实现固液的完全分离即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的核壳结构量子点,所述核壳结构量子点的荧光光谱波长范围为520~660nm。
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
将1mmol醋酸铟与3mmol十六酸和20mL十八烯的混合溶液进行混合,在120℃的条件下排气10min,去除水汽和其他低沸点溶剂,得到铟前驱体溶液;
在280℃下,将所述铟前驱体溶液与3mL的三(三甲基硅烷基)磷的三辛基膦(TOP)溶液(三(三甲基硅烷基)磷的三辛基膦的物质的量为0.5mmol)混合,成核反应60min,冷却至室温后,加入丙酮进行沉淀,并离心分离,得到InP量子点晶核(荧光峰位为520nm,如图1所示);
将所述InP量子点晶核重新溶解到正己烷中后,与2mL油酸和18mL油氨的混合溶液混合,在120℃的条件下排气,去除正己烷、水蒸气以及第沸点溶剂;在180℃下,快速加入0.3mL的硒化氨的丙酮溶液(硒化氨的物质的量为0.2mmol),进行氧化还原反应去除InP表面的被氧化部分,并在InP表面附着一层Se元素,15min后,升温至330℃,在上述反应体系中加入5mL的油酸锌的十八烯溶液(浓度为0.5mmol/mL)和5mL的硒单质的TOP溶液(浓度为0.5mmol/mL),60min后,反应结束,得到InP/ZnSe核壳结构量子点体系(荧光峰位为553nm,如图1所示);
在所述InP/ZnSe核壳结构量子点体系中加入4mL的油酸锌的十八烯溶液(浓度为0.5mmol/mL)和4mL的硫单质的TOP溶液(浓度为0.5mmol/mL),30min后,反应结束,上述反应溶液冷却到室温后加入到350ml乙酸乙酯溶液中进行沉降,离心,得到InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点(荧光峰位为550nm,如图1所示),量子点产率为89%;
将所述InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点进行TEM测试,测试结果如图2所示,由图2可知,所述InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点的粒径约为7.2nm。
实施例2
将1mmol醋酸铟与3mmol十碳酸和20mL液体石蜡的混合溶液进行混合,在120℃的条件下排气,去除水汽和其他低沸点溶剂,得到铟前驱体溶液;
在260℃下,将所述铟前驱体溶液与3mL的三(三甲基硅烷基)磷的(TOP)溶液(三(三甲基硅烷基)磷的三辛基膦的物质的量为0.5mmol)混合,成核反应30min后,冷却至室温后,加入丙酮进行沉淀,并离心分离,得到InP量子点晶核(荧光峰位为575nm,如图3所示);
将所述InP量子点晶核重新溶解到正己烷中后,与2mL油酸和18mL油氨的混合溶液混合,在120℃的条件下排气30min,去除正己烷、水蒸气以及第沸点溶剂;在180℃下,快速加入0.3mL的氟化铵的丙酮溶液(硒化氨的物质的量为0.2mmol),进行氧化还原反应去除InP表面的被氧化部分,10min后,升温至340℃,在上述反应体系中加入6mL的油酸锌的十八烯溶液(浓度为0.5mmol/mL)和6mL的硒单质的TOP溶液(浓度为0.5mmol/mL),70min后,反应结束,得到InP/ZnSe核壳结构量子点体系(荧光峰位为608nm,如图3所示);
在所述InP/ZnSe核壳结构量子点体系中加入6mL的油酸锌的十八烯溶液(浓度为0.5mmol/mL)和6mL的硫单质的TOP溶液(浓度为0.5mmol/mL),30min后,反应结束,上述反应溶液冷却到室温后,加入到350ml乙醇溶液中进行沉降,离心,得到InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点(荧光峰位为632nm,如图3所示),量子点产率为96%;
将所述InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点进行TEM测试,测试结果如图4所示,由图4可知,所述InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点的粒径约为7.4nm。
实施例3
将1mmol醋酸铟与3mmol十碳酸和20mL液体石蜡的混合溶液进行混合,在120℃的条件下排气,去除水汽和其他低沸点溶剂,得到铟前驱体溶液;
在260℃下,将所述铟前驱体溶液与3mL的三(三甲硅烷基)磷的(TOP)溶液(三(三甲硅烷基)磷的三辛基膦的物质的量为0.5mmol)混合,成核反应30min后,冷却至室温后,加入丙酮进行沉淀,并离心分离,得到InP量子点晶核(荧光峰位为577nm,如图5所示);
将所述InP量子点晶核重新溶解到正己烷中后,与2mL油酸和18mL油氨的混合溶液混合,在120℃的条件下排气30min,去除正己烷、水蒸气以及第沸点溶剂;在180℃下,快速加入0.3mL的氟化氢的丙酮溶液(硒化氨的物质的量为0.2mmol),进行氧化还原反应去除InP表面的被氧化部分,5min后,升温至340℃,在上述反应体系中加入8mL的油酸锌的十八烯溶液(浓度为0.5mmol/mL)和8mL的硫单质的TOP溶液(浓度为0.5mmol/mL),60min后,反应结束,上述反应溶液冷却到室温后,加入到350ml乙酸乙酯溶液进行沉降,离心,得到InP/ZnS核壳结构量子点体系(荧光峰位为611nm,如图5所示),量子点产率为81%;
将所述InP/ZnS核壳结构量子点进行TEM测试,测试结果如图6所示,由图6可知,所述InP/ZnS核壳结构量子点的粒径约为6.2nm。
实施例4
将1mmol醋酸铟与3mmol十碳酸和20mL液体石蜡的混合溶液进行混合,在120℃的条件下排气,去除水汽和其他低沸点溶剂,得到铟前驱体溶液;
在260℃下,将所述铟前驱体溶液与3mL的三(三甲基硅烷基)磷的(TOP)溶液(三(三甲基硅烷基)磷的三辛基膦的物质的量为0.5mmol)混合,成核反应30min后,冷却至室温后,加入丙酮进行沉淀,并离心分离,得到InP量子点晶核(荧光峰位为580nm,如图7所示);
将所述InP量子点晶核重新溶解到正己烷中后,与2mL油酸和18mL油氨的混合溶液混合,在120℃的条件下排气30min,去除正己烷、水蒸气以及第沸点溶剂;在180℃下,快速加入0.3mL的氟化氢的丙酮溶液(硒化氨的物质的量为0.2mmol),进行氧化还原反应去除InP表面的被氧化部分,10min后,升温至350℃,在上述反应体系中加入8mL的油酸锌的十八烯溶液(浓度为0.5mmol/mL)和8mL的含有硫单质和硒单质的TOP溶液(浓度为0.5mmol/mL,硫单质和硒单质的摩尔比为1:1),60min后,反应结束,上述反应溶液冷却到室温后,加入到350ml乙酸乙酯溶液中进行沉降,离心,得到InP/ZnSeS核壳结构量子点体系(荧光峰位为612nm,如图7所示),量子点产率为86%;
将所述InP/ZnSeS核壳结构量子点进行TEM测试,测试结果如图8所示,由图8可知,所述InP/ZnSeS核壳结构量子点的粒径约为6.7nm。
实施例5
将1mmol醋酸铟与3mmol十六碳酸和20mL液体石蜡的混合溶液进行混合,在120℃的条件下排气,去除水汽和其他低沸点溶剂,得到铟前驱体溶液;
在260℃下,将所述铟前驱体溶液与3mL的三(三甲基硅烷基)磷的(TOP)溶液(三(三甲基硅烷基)磷的三辛基膦的物质的量为0.5mmol)混合,成核反应30min后,冷却至室温后,加入丙酮进行沉淀,并离心分离,得到InP量子点晶核(荧光峰位为596nm,如图9所示);
将所述InP量子点晶核重新溶解到正己烷中后,与2mL油酸和18mL油氨的混合溶液混合,在120℃的条件下排气30min,去除正己烷、水蒸气以及第沸点溶剂;在180℃下,快速加入0.3mL的硫化铵的丙酮溶液(硒化氨的物质的量为0.2mmol),进行氧化还原反应去除InP表面的被氧化部分,30min后,升温至340℃,在上述反应体系中加入8mL的油酸锌的十八烯溶液(浓度为0.5mmol/mL)和8mL的硒单质的TOP溶液(浓度为0.5mmol/mL),70min后,反应结束,得到InP/ZnSe核壳结构量子点体系(荧光峰位为633nm,如图9所示);
在所述InP/ZnSe核壳结构量子点体系中加入6mL的油酸锌的十八烯溶液(浓度为0.5mmol/mL)和6mL的硫单质的TOP溶液(浓度为0.5mmol/mL),30min后,反应结束,上述反应溶液冷却到室温后,加入到350ml乙酸乙酯溶液中进行沉降,离心,得到InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点(荧光峰位为652nm,如图9所示),量子点产率为90%;
将所述InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点进行TEM测试,测试结果如图10所示,由图10可知,所述InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点的粒径约为7.8nm。
图11为实施例1~5得到的InP核壳结构量子点随纯化次数增加的量子产率变化图;图12为实施例1~5得到的InP核壳结构量子点随光照时间的量子产率变化图,由图11和图12可知,所述InP核壳结构均具有良好的稳定性,经过多次纯化其量子产率可保持原来的80~94%,经过10小时在8瓦紫外灯照射其量子产率仍可保持为原来的80~92%。其稳定性达到了传统含Cd体系核壳结构量子点的稳定性。
由以上实施例可知,利用本发明所述的制备方法制备得到的核壳结构量子点的产率在80%以上,荧光峰位覆盖范围为520~660nm,且具有良好的稳定性。
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 (7)
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:
将铟盐与有机溶剂混合,得到铟前驱体溶液;
将所述铟前驱体溶液与磷前驱体溶液混合,进行晶核生长,得到InP量子点晶核;
将所述InP量子点晶核进行去氧化处理后,以所述InP量子点晶核为核,在所述InP量子点晶核的表面生长壳层结构,得到核壳结构量子点;
所述去氧化处理采用的试剂为氟化物、硒化物或硫化物;所述氟化物包括氟化铵和/或氟化氢;所述硒化物包括硒化氨和/或硒化氢;所述硫化物包括硫化铵和/或硫化氢;
所述去氧化处理的过程包括以下步骤:
制备InP量子点晶核溶液;
将所述InP量子点晶核溶液与所述去氧化处理采用的试剂混合,进行氧化还原反应;
所述去氧化处理采用的试剂以溶液的形式加入;
所述氧化还原反应的温度为80~220℃,时间为1~60min。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铟盐包括醋酸铟、碘化铟、氯化铟、油酸铟和硬脂酸铟中的一种或几种;
所述有机溶剂包括有机酸、油胺、三辛胺、石蜡、十八稀、二十烷、二十四烷和矿物油中的任意一种;
所述有机酸包括十碳酸、十二碳酸、十四碳酸、十六碳酸和油酸中的任意一种;
所述磷前驱体溶液中的磷前驱体包括三(三甲硅烷基)磷、三(二甲胺基)磷和二乙氨基磷中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铟盐与有机溶剂的混合温度为80~150℃;
所述晶核生长的温度为260~350℃,所述晶核生长的时间为10~120min。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述壳层结构为ZnS层、ZnSe层和ZnSeS层中的一层或几层。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述壳层结构的锌源包括氯化锌、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一种或几种;
所述ZnS层或ZnSeS层的硫源包括硫、硫化氢、硫化氨和硫醇中的一种或几种;
所述ZnSe层或ZnSeS层的硒源包括硒和/或硒化氢。
6.如权利要求1、4或5所述的制备方法,其特征在于,在所述InP量子点晶核的表面生长壳层结构的温度为300~350℃,时间为10~100min。
7.权利要求1~6任一项所述的制备方法制备得到的核壳结构量子点,其特征在于,所述核壳结构量子点的荧光光谱波长范围为520~660nm。
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