CN114481351B - 一种共聚物原位包埋CdSe量子点纳米膜及其制备方法和应用 - Google Patents
一种共聚物原位包埋CdSe量子点纳米膜及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114481351B CN114481351B CN202210154717.6A CN202210154717A CN114481351B CN 114481351 B CN114481351 B CN 114481351B CN 202210154717 A CN202210154717 A CN 202210154717A CN 114481351 B CN114481351 B CN 114481351B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cdse quantum
- quantum dot
- quantum dots
- nano film
- styrene
- 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
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/56—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polymers of cyclic compounds with one carbon-to-carbon double bond in the side chain
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/0007—Electro-spinning
- D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
- D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
- D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种共聚物原位包埋CdSe量子点纳米膜及其制备方法和应用。第一步,将CdSe量子点融入苯乙烯和甲基丙烯酸酯类的混合溶液中,加入甲基丙烯酸混合均匀后静置4~12小时进行原位配体交换;第二步,向进行原位配体交换后的混合溶液中加入溶剂乙酸丁酯,加入引发剂偶氮二异丁腈,混合均匀后于油浴中加热预聚合,然后在80~140℃反应4~12h,水冷得到CdSe量子点杂化苯乙烯‑甲基丙烯酸酯类共聚物的聚合物溶液;第三步,采用第二步所得的聚合物溶液进行静电纺丝得到共聚物原位包埋CdSe量子点高效发光纳米膜,可以用来制作工作环境在120℃以下的防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层;也可以用来制作可穿戴的温度传感器。
Description
技术领域
本发明涉及化合物半导体纳米纤维制备技术领域,特别涉及一种可用作防护服涂层的耐湿耐热耐盐的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,及可穿戴的温度传感器的制备方法,具体为一种共聚物原位包埋CdSe量子点纳米膜及其制备方法和应用。
背景技术
量子点(QDs)作为一种物理直径在l~10nm范围内的无机半导体发光纳米晶,其颗粒的物理直径小于或接近激子玻尔半径。量子点具有优良的光物理性质,如高荧光量子产率、独特的尺寸控制荧光和抗光漂白的稳定性、宽吸收和窄发射,具有色域宽、色谱完整、强度高的优点。虽然在纳米膜中有大量的基础物理和化学需要发现,但量子点可以用于荧光、光子学和电化学应用。量子点的发光波长可以由组成和大小两个因素来调整,不同的激发波长可以有不同的发光波长。基于量子点的高光热稳定性、良好的溶液处理性和可控的表面化学,研究者认为量子点作为优秀的发光材料,广泛应用于量子点检测、生物传感器、数字通信、光电、催化、传感器问题、发光二极管、白光二极管、太阳能电池、光电探测器等领域。
但由于量子点的粒径小,比表面积大,量子点表面存在许多缺陷,量子点容易发生荧光猝灭。为了扩大量子点的应用范围,将量子点包装成薄膜是一种可行的方法。目前,研究人员已经开发了多种制备量子点光致发光薄膜的方法,旋涂法、滴凃法、以及结晶共沉淀法等等。这些方法的溶剂挥发速率较慢,很容易引起量子点的聚集。聚合物与量子点表面配体的不错配使得薄膜难以形成均匀的结构,从而影响薄膜的发光性能。量子点的数量不可控,实验量大,实验周期长,同时还存在着量子点之间的共振能量转移等问题。因此,如何制备结构理想、加工能力高和稳定性高的量子点发光薄膜仍然是一个具有挑战性的课题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种共聚物原位包埋CdSe量子点纳米膜及其制备方法和应用。最终得到CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,在120℃以下可以用来制作防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层;在120~200℃可用作可穿戴的温度传感器。
本发明的技术方案如下:
一种共聚物原位包埋CdSe量子点高效发光纳米膜的制备方法,包含以下步骤:
第一步,制备CdSe量子点,将CdSe量子点融入苯乙烯和甲基丙烯酸酯类的混合溶液中,加入甲基丙烯酸混合均匀后静置4~12小时进行原位配体交换;
第二步,向进行原位配体交换后的混合溶液中加入溶剂乙酸丁酯,加入引发剂偶氮二异丁腈,混合均匀后于油浴中60~100℃加热1-4h预聚合,然后在80~140℃反应4~12h,水冷得到CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物的聚合物溶液;
第三步,采用第二步所得的聚合物溶液进行静电纺丝,根据静电纺丝时间长短,控制薄膜厚度,得到共聚物原位包埋CdSe量子点高效发光纳米膜。
所述的制备方法,第一步中,CdSe量子点是以油酸为配体的发射波长为620~640nm的油溶性量子点,其CdSe量子点质量比为3%wt~5%wt。
所述的制备方法,第一步中,苯乙烯:甲基丙烯酸酯类体积比为7:3;其中甲基丙烯酸酯类包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯。
所述的制备方法,第一步中,甲基丙烯酸作为配体,在混合溶液中的占比为0.3%~0.5%wt。掺杂样品中的硒化镉含量太小(1%wt)时,无法得到明亮的发光,随着硒化镉含量的增加,纳米纤维网络的发光强度增强。但当硒化镉含量过高时(CdSe质量比超过5%wt),溶液聚合步骤中的聚合度会受到影响,导致纺丝困难。考虑到既要有量子点高的的荧光特性,又要选择均匀的纳米纤维网络。因此,本文选择3%wt~5%wt的硒化镉。
所述的制备方法,所述制备CdSe量子点,以氧化镉和油酸合成镉源,以硒粉和三正辛基膦合成硒源,其中硒源与镉源的摩尔比为1:1。
所述的制备方法,所述制备CdSe量子点,取0.512g氧化镉粉末、10ml 1,-十八稀和10ml油酸于三口烧瓶A中,在80~100℃真空加热30min,然后在氮气氛围中继续升温至250℃保温2分钟后自然冷却至室温后取出,得到镉源。取0.166g硒粉和2ml三正辛基膦于一个试管中,超声中溶解后,与18ml油胺在三口烧瓶B中进行混合,在80~100℃真空加热30min,然后在氮气氛围中继续升温至270℃,取上述镉源5ml注入三口烧瓶B中保温5分钟后自然冷却至室温,加入10~20ml甲醇溶液沉淀后,倒入离心管,以8000r/min转速于离心机中离心5min,倒出上清液后,加入10~20ml三氯乙烯溶解量子点,然后加入10~20ml甲醇溶液使量子点沉淀,以8000r/min转速于离心机中离心5min,重复三遍后在40℃真空干燥箱烘干8h,得到相对纯净的量子点粉末。
所述的制备方法,第二步中,所述乙酸丁酯与第一步中的苯乙烯和甲基丙烯酸酯类混合溶液的体积比例为1:(1~3);因为乙酸丁酯作为溶剂时,乙酸丁酯过多则影响苯乙烯和甲基丙烯酸酯类共聚合,乙酸丁酯过少则使得苯乙烯和甲基丙烯酸酯类聚合变为固体;混合均匀后于油浴中60~100℃加热2h预聚合。
所述的制备方法,第三步中,静电纺丝采用10~15kv电压,射流速度为0.05~0.1ml/min,喷涂距离为10~20cm。
所述制备方法获得的CdSe量子点纳米膜,所述纳米膜120℃以下,CdSe量子点的荧光强度几乎不因外部环境影响,共聚物的包裹使得纳米膜耐湿耐热耐盐的特性较为稳定,可以用来制作工作环境在120℃以下的防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层;随着温度的升高,量子点逐渐淬灭,在200℃时荧光几乎淬灭,根据CdSe量子点的淬灭情况可以得到外部环境在120~200℃的温度变化,即纳米膜具有传感温度的特点,因而制作成手套、衣物等可以看作是可穿戴的温度传感器。
所述的CdSe量子点纳米膜的应用,在制作工作环境在120℃以下的防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层中的应用;或者在可穿戴的温度传感器中的应用。
本发明的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,以435~450nm波长激发时,其荧光发射峰位的范围630nm~660nm,荧光量子产率为20%~40%。
本发明相比现有技术,最大的优点和不同点在于:
1、简化了目前的层层旋涂法等制作量子点薄膜的制备工艺,溶液聚合原位嵌入CdSe量子点后,直接静电纺丝制成薄膜,操作简单且可重复性强。
2、本发明合成的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,其荧光量子产率20~40%,一方面,可以用蓝光激发,对人体无害,以435~450nm波长激发时,其荧光发射范围630~660nm,发光强度高;另一方面,由于共聚物的包裹作用保护了内部嵌入的CdSe量子点,所以其荧光稳定性强,在120℃以下不受湿、热以及盐的影响,具有耐湿耐热耐盐的特性。此外,在120~200℃范围内,随着温度的升高,量子点荧光强度逐渐下降,利用高温加热导致CdSe量子点逐渐淬灭的特性,可将CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜用作可穿戴的传感温度在120~200℃范围的温度传感器。
3、根据实际杂化材料厚度需要,改变静电纺丝时间可以获得不同厚度的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜。
4、最终得到CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,由于共聚物的保护,可以用来制作工作环境在120℃以下防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层;可制成手套、衣物等用作可穿戴的传感温度在120~200℃范围的温度传感器。
5、本发明将长链的油酸配体原位交换为短链的甲基丙烯酸配体,一方面使得CdSe量子点不易淬灭,另一方面使得CdSe更好地嵌入共聚物中。。
附图说明
图1:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物高效发光纳米膜,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;
图2:实施例2中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物高效发光纳米膜,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;
图3:实施例3中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物高效发光纳米膜,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;
图4:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,在不同温度饱和蒸汽压熏30分钟后,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;
图5:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜在干燥环境下以不同温度加热30分钟,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;
图6:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,在不同盐溶液浸泡30分钟后,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;
图7:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜在120-200℃加热30分钟后,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。
第一步,取0.512g氧化镉粉末、10ml 1,-十八稀和10ml油酸于三口烧瓶A中,在80~100℃真空加热30min,然后在氮气氛围中继续升温至250℃保温2分钟后自然冷却至室温后取出,得到镉源。取0.166g硒粉和2ml三正辛基膦于一个试管中,超声中溶解后,与18ml油胺在三口烧瓶B中进行混合,在80~100℃真空加热30min,然后在氮气氛围中继续升温至270℃,取上述镉源5ml注入三口烧瓶B中保温5分钟后自然冷却至室温,加入10~20ml甲醇溶液沉淀后,倒入离心管,以8000r/min转速于离心机中离心5min,倒出上清液后,加入10~20ml三氯乙烯溶解量子点,然后加入10~20ml甲醇溶液使量子点沉淀,以8000r/min转速于离心机中离心5min,重复三遍后在40℃真空干燥箱烘干8h,得到相对纯净的量子点粉末。将得到的CdSe量子点粉末0.3g~0.5g融入10ml苯乙烯和甲基丙烯酸酯类的混合溶液中(苯乙烯:甲基丙烯酸酯类体积比为7:3),加入30ul~50ul甲基丙烯酸,混合均匀后避光静置12小时,将长链的油酸配体原位交换为短链的甲基丙烯酸配体,一方面使得CdSe量子点不易淬灭,另一方面使得CdSe更好地嵌入共聚物中。
第二步,向进行原位配体交换的混合溶液中加入3~10ml乙酸丁酯作为溶剂,加入0.02~0.05g的偶氮二异丁腈作为引发剂,放入超声中充分混合后,通氮气10分钟去除空气,混合均匀后于油浴中60~100℃加热2h预聚合,然后在80~140℃反应4~12h,水冷得到CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物的聚合溶液;
第三步,将第二步得到的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类酯共聚物的聚合物溶液装入5mL塑料注射器中,首先用不锈钢针连接。在静电纺丝过程中,以铝箔作为正极集电极,施加电压为10~15kV,射流速度为0.05~0.1ml/min,喷丝塔尖与集电极的距离保持在10~20cm。
第四步,根据静电纺丝时间长短,控制薄膜厚度,最后得到的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,120℃以下,CdSe量子点的荧光强度几乎不因外部环境影响,共聚物的包裹使得纳米膜耐湿耐热耐盐的特性较为稳定,可以用来制作工作环境在120℃以下的防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层;随着温度的升高,量子点逐渐淬灭,在200℃时荧光几乎淬灭,根据CdSe量子点的淬灭情况可以得到外部环境在120~200℃的温度变化,即纳米膜具有传感温度的特点,因而制作成手套、衣物等可以看作是可穿戴的温度传感器。
实施例1:
第一步,将得到的CdSe量子点0.3g融入10ml苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的混合溶液中(苯乙烯:甲基丙烯酸甲酯体积比为7:3),加入30ul甲基丙烯酸,混合均匀后避光静置12小时进行原位配体交换;
第二步,向进行原位配体交换后的混合溶液中加入3.3ml乙酸丁酯溶剂,加入0.02g的偶氮二异丁腈作为引发剂,放入超声中充分混合后,通氮气10分钟去除空气,混合均匀后于油浴中60~100℃加热2h预聚合,然后在80~140℃反应4~12h,水冷得到CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的聚合物溶液;
第三步,将第二步得到的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的聚合物溶液装入5mL塑料注射器中,首先用不锈钢针连接。在静电纺丝过程中,以铝箔作为正极集电极,施加电压为10~15kV,射流速度为0.05~0.1ml/min,喷丝塔尖与集电极的距离保持在10~20cm。
第四步,根据静电纺丝时间长短,控制薄膜厚度,最后得到的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物高效发光纳米膜,120℃以下,CdSe量子点的荧光强度几乎不因外部环境影响,共聚物的包裹使得纳米膜耐湿耐热耐盐的特性较为稳定,可以用来制作工作环境在120℃以下的防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层;随着温度的升高,量子点逐渐淬灭,在200℃时荧光几乎淬灭,根据CdSe量子点的淬灭情况可以得到外部环境在120~200℃的温度变化,即纳米膜具有传感温度的特点,因而制作成手套、衣物等可以看作是可穿戴的温度传感器。
图1:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物高效发光纳米膜,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;图中可以看出:纳米膜荧光峰在640nm。
图2:实施例2中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物高效发光纳米膜,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;图中可以看出:纳米膜荧光峰在650nm。
图3:实施例3中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物高效发光纳米膜,以435~450nm激发时其荧光发射和紫外吸收光谱示意图;图中可以看出:纳米膜荧光峰在660nm。
图4:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,在不同温度饱和蒸汽压熏30分钟后,以435~450nm激发时其荧光发射(b)和紫外吸收光谱(a)示意图;图中可以看出:在饱和蒸汽压环境下,随热蒸汽温度的升高,蒸汽熏试样30min后,试样的荧光强度有一定的降低,但CdSe量子点仍然保持50%以上的荧光。
图5:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜在不同温度加热30分钟,以435~450nm激发时其荧光发射(b)和紫外吸收光谱(a)示意图;图中可以看出:在干燥环境加热时,60℃加热量子点荧光强度没有变化,但80℃加热反而使量子点荧光强度升高,我们推测是游离的Cd和Se发生了结晶。随加热温度的继续升高,加热试样30min后试样的荧光强度有一定的降低,但CdSe量子点仍然保持80%以上的荧光强度。
图6:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜,在不同盐溶液浸泡后,在不同温度饱和蒸汽压熏30分钟后,以435~450nm激发时其荧光发射(b)和紫外吸收光谱(a)示意图;图中可以看出:不同的盐溶液浸泡纳米膜30min后,可以看到量子点荧光强度几乎没有变化,CdSe量子点仍然保持90%以上的荧光强度,具有良好的抗盐特性。
图7:实施例1中所制的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物高效发光纳米膜在120-200℃加热30分钟后,以435~450nm激发时其荧光发射(b)和紫外吸收光谱(a)示意图;图中可以看出:在干燥环境加热时,随加热温度的继续升高,加热试样30min后试样的荧光强度有一定的降低,且CdSe量子点荧光强度降低的程度具有线性关系,因此可以利用CdSe量子点在120~200℃的淬灭特性,用纳米膜制作在120~200℃范围检测温度的可穿戴温度传感器。
实施例2:
第一步,将得到的CdSe量子点0.4g融入10ml苯乙烯和甲基丙烯酸乙酯的混合溶液中(苯乙烯:甲基丙烯酸乙酯体积比为7:3),加入40ul甲基丙烯酸,混合均匀后避光静置12小时进行原位配体交换;
第二步,向进行原位配体交换后的混合溶液中加入5ml乙酸丁酯作为溶剂,加入0.03g的偶氮二异丁腈作为引发剂,放入超声中充分混合后,通氮气10分钟去除空气,混合均匀后于油浴中60~100℃加热2h预聚合,然后在80~140℃反应12h,水冷得到CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物的聚合物溶液;
第三步,将第二步得到的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物的聚合物溶液装入5mL塑料注射器中,首先用不锈钢针连接。在静电纺丝过程中,以铝箔作为正极集电极,施加电压为10~15kV,射流速度为0.05~0.1ml/min,喷丝塔尖与集电极的距离保持在10~20cm。
第四步,根据静电纺丝时间长短,控制薄膜厚度,最后得到的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物高效发光纳米膜,120℃以下,CdSe量子点的荧光强度几乎不因外部环境影响,共聚物的包裹使得纳米膜耐湿耐热耐盐的特性较为稳定,可以用来制作工作环境在120℃以下的防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层;随着温度的升高,量子点逐渐淬灭,在200℃时荧光几乎淬灭,根据CdSe量子点的淬灭情况可以得到外部环境在120~200℃的温度变化,即纳米膜具有传感温度的特点,因而制作成手套、衣物等可穿戴的温度传感器。
实施例3:
第一步,将得到的CdSe量子点0.5g融入10ml苯乙烯和甲基丙烯酸丁酯的混合溶液中(苯乙烯:甲基丙烯酸丁酯体积比为7:3),加入50ul甲基丙烯酸,混合均匀后避光静置12小时进行原位配体交换;
第二步,向进行原位配体交换后的混合溶液中加入10ml乙酸丁酯作为溶剂,加入0.05g的偶氮二异丁腈作为引发剂,放入超声中充分混合后,通氮气10分钟去除空气,混合均匀后于油浴中60~100℃加热2h预聚合,然后在80~140℃反应4~12h,水冷得到CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物的聚合物溶液;
第三步,将第二步得到的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物的聚合物溶液装入5mL塑料注射器中,首先用不锈钢针连接。在静电纺丝过程中,以铝箔作为正极集电极,施加电压为10~15kV,射流速度为0.05~0.1ml/min,喷丝塔尖与集电极的距离保持在10~20cm。
第四步,根据静电纺丝时间长短,控制薄膜厚度,最后得到的CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物高效发光纳米膜,120℃以下,CdSe量子点的荧光强度几乎不因外部环境影响,共聚物的包裹使得纳米膜耐湿耐热耐盐的特性较为稳定,可以用来制作工作环境在120℃以下的防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层;随着温度的升高,量子点逐渐淬灭,在200℃时荧光几乎淬灭,根据CdSe量子点的淬灭情况可以得到外部环境在120~200℃的温度变化,即纳米膜具有传感温度的特点,因而制作成手套、衣物等等可穿戴的温度传感器。
应当理解的是,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,而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 (9)
1.一种共聚物原位包埋CdSe量子点高效发光纳米膜的制备方法,其特征在于,包含以下步骤:
第一步,制备CdSe量子点,将CdSe量子点融入苯乙烯和甲基丙烯酸酯类的混合溶液中,加入甲基丙烯酸混合均匀后静置4~12小时进行原位配体交换;CdSe量子点是以油酸为配体的发射波长为620~640nm的油溶性量子点,其CdSe量子点质量比为3%wt~5%wt;
第二步,向进行原位配体交换后的混合溶液中加入溶剂乙酸丁酯,加入引发剂偶氮二异丁腈,混合均匀后于油浴中60~100℃加热1-4h预聚合,然后在80~140℃反应4~12h,水冷得到CdSe量子点杂化苯乙烯-甲基丙烯酸酯类共聚物的聚合物溶液;
第三步,采用第二步所得的聚合物溶液进行静电纺丝,根据静电纺丝时间长短,控制薄膜厚度,得到共聚物原位包埋CdSe量子点高效发光纳米膜。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,第一步中,苯乙烯:甲基丙烯酸酯类体积比为7:3;其中甲基丙烯酸酯类包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,第一步中,甲基丙烯酸作为配体,在混合溶液中的占比为0.3%~0.5%wt。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述制备CdSe量子点,以氧化镉和油酸合成镉源,以硒粉和三正辛基膦合成硒源,其中硒源与镉源的摩尔比为1:1。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述制备CdSe量子点,取0.512g氧化镉粉末、10ml 1,-十八稀和10ml油酸于三口烧瓶A中,在80~100℃真空加热30min,然后在氮气氛围中继续升温至250℃保温2分钟后自然冷却至室温后取出,得到镉源;取0.166g硒粉和2ml三正辛基膦于一个试管中,超声中溶解后,与18ml油胺在三口烧瓶B中进行混合,在80~100℃真空加热30min,然后在氮气氛围中继续升温至270℃,取上述镉源5ml注入三口烧瓶B中保温5分钟后自然冷却至室温,加入10~20ml甲醇溶液沉淀后,倒入离心管,以8000r/min转速于离心机中离心5min,倒出上清液后,加入10~20ml三氯乙烯溶解量子点,然后加入10~20ml甲醇溶液使量子点沉淀,以8000r/min转速于离心机中离心5min,重复三遍后在40℃真空干燥箱烘干8h,得到相对纯净的量子点粉末。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,第二步中,所述乙酸丁酯与第一步中的苯乙烯和甲基丙烯酸酯类混合溶液的体积比例为1:(1~3);混合均匀后于油浴中60~100℃加热2h预聚合。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,第三步中,静电纺丝采用10~15kv电压,射流速度为0.05~0.1ml/min,喷涂距离为10~20cm。
8.如权利要求1-7任一所述制备方法获得的CdSe量子点纳米膜,其特征在于,所述纳米膜120℃以下,CdSe量子点的荧光强度几乎不因外部环境影响,共聚物的包裹使得纳米膜耐湿耐热耐盐的特性较为稳定;随着温度的升高,量子点逐渐淬灭,在200℃时荧光几乎淬灭,根据CdSe量子点的淬灭情况得到外部环境在120~200℃的温度变化,即纳米膜具有传感温度的特点。
9.如权利要求8所述的CdSe量子点纳米膜的应用,其特征在于,在制作工作环境在120℃以下的防护服抗湿抗热抗盐的保护涂层中的应用;或者在可穿戴的温度传感器中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210154717.6A CN114481351B (zh) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 一种共聚物原位包埋CdSe量子点纳米膜及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210154717.6A CN114481351B (zh) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 一种共聚物原位包埋CdSe量子点纳米膜及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114481351A CN114481351A (zh) | 2022-05-13 |
CN114481351B true CN114481351B (zh) | 2023-07-21 |
Family
ID=81483275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210154717.6A Active CN114481351B (zh) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 一种共聚物原位包埋CdSe量子点纳米膜及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114481351B (zh) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101238931B1 (ko) * | 2011-02-28 | 2013-03-07 | 고려대학교 산학협력단 | 양자점을 포함하는 폴리스틸렌-폴리(스틸렌-코-말레익 언하이드라이드) 나노섬유 복합물 및 그 응용 |
WO2013172831A1 (en) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | North Carolina State University | Apparatus and methods for fabricating nanofibers from sheared solutions under continuous flow |
KR101336251B1 (ko) * | 2012-08-29 | 2013-12-03 | 포항공과대학교 산학협력단 | 스티렌 단량체를 이용한 전기 방사된 폴리스티렌 나노 섬유의 제조 방법 및 폴리스티렌-양자점 하이브리드 나노섬유의 제조 방법 |
CN106085417A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-09 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 水溶性量子点、制备方法及量子点薄膜制备方法 |
CN109929539B (zh) * | 2017-12-15 | 2020-07-21 | Tcl科技集团股份有限公司 | 柔性发光材料及其制备方法 |
CN109898235A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-06-18 | 长春工业大学 | 一种超稳定有机无机杂化钙钛矿纤维薄膜及其制备方法 |
CN110565193B (zh) * | 2019-09-19 | 2022-12-13 | 青岛大学 | 一种CdSe/CdS纳米片杂化纤维及其制备方法 |
CN111593492B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-04-26 | 南京工业大学 | 基于高强度纳米纤维膜制备液晶显示器背光膜的方法 |
-
2022
- 2022-02-21 CN CN202210154717.6A patent/CN114481351B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114481351A (zh) | 2022-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106245129B (zh) | 一种纳米发光纤维及其制备方法 | |
Zhang et al. | From water‐soluble cdte nanocrystals to fluorescent nanocrystal–polymer transparent composites using polymerizable surfactants | |
Gong et al. | Characterization of poly (vinyl alcohol)(PVA)/ZnO nanocomposites prepared by a one-pot method | |
CN104017129A (zh) | 一种温度和pH双重响应的荧光功能聚合物纳米微球、制备方法及应用 | |
Zhai et al. | Preparation and application of carbon-nanodot@ NaCl composite phosphors with strong green emission | |
CN102251298B (zh) | 一种复合纳米发光纤维材料的制备方法 | |
CN106206965B (zh) | 一种量子点封装体及其制备方法 | |
CN104532394B (zh) | 各向异性导电磁光三功能Janus纳米带阵列及其制备方法 | |
CN104560033B (zh) | 一种高效发光Mn掺杂量子点的制备方法 | |
CN109585619A (zh) | 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 | |
CN107828416A (zh) | 一种量子点荧光复合材料及其制备方法和应用 | |
CN106190101B (zh) | 具有微结构表面的自支持薄膜及其制备方法 | |
CN109850937A (zh) | 一种硫化铅量子点荧光粉的制备方法 | |
CN108587614B (zh) | 一种纯碳纳米点及其制备方法、led光源 | |
CN114481351B (zh) | 一种共聚物原位包埋CdSe量子点纳米膜及其制备方法和应用 | |
CN110387593A (zh) | 一种纳米级键合型荧光防伪纤维的制备方法 | |
Saeed et al. | Tunable fabrication of rice-like nanostructures aggregated into flowers of Alq3 with negligible photo-degradation for potential biomedical applications | |
CN113583164B (zh) | 一种量子点-超支化聚合物复合物的制备方法 | |
Cai et al. | Preparation and luminescent properties of GdOF: Ce, Tb nanoparticles and their transparent PMMA nanocomposites | |
CN107881593A (zh) | 双各向异性导电绿色荧光Janus结构膜及其制备方法 | |
CN110229657A (zh) | 长余辉力致发光材料的制备方法 | |
CN105969359A (zh) | 一种ZnCdSe/ZnS量子点的规模化制备方法 | |
CN107794596A (zh) | 红色荧光双各向异性导电Janus结构膜及其制备方法 | |
CN104701404B (zh) | 基于氧化锌纳米结构的紫外光敏传感器及其制备方法 | |
CN107418581A (zh) | CuInS(Se)核壳量子点的制备方法 |
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 |