[发明专利]一种量子点纳米材料合成装置

说明书

技术领域

本发明属于量子点技术领域，尤其涉及一种量子点纳米材料合成装置。

背景技术

量子点是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒。量子点又称为半导体纳米晶体，当受到光或电的刺激，量子点便会发出一定波长范围的光，发射光谱的范围和强度由量子点的组成材料和大小形状决定。这一特性使得量子点能够作为发光材料应用于生物检测、防伪、LED、显示和光电器件等领域。

现在大部分合成量子点的方法均采用有机高温合成法，整个合成过程中，操作比较繁琐，污染环境。Peng等用CdO替代了毒性高、稳定性差的二甲基镉，这种方法也一直延续到现今。但是CdO需要进行前处理，与油酸等配体反应后真空把生成的水分除去后才可以使用，这种操作比较复杂，油酸等配体可能因此生成二聚体或三聚体，影响量子点的质量。

量子点的合成条件要求非常苛刻，某一因素稍微变化，对量子点质量可能是巨大的影响，正因如此，现今量子点的产量一直无法大规模扩大，大大阻碍了量子点大规模应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能规模化生产高质量量子点纳米材料合成装置，其合成的量子点量子产率高，半峰宽窄，产量大，环境友好，成本低。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明的有益效果为：在反应装置中使用了尾液收集部，尾液收集部有两个作用：第一，作为惰性气体出口，保持反应体系气压恒定；第二，回收第一反应物和溶剂中的低沸点杂质。反应装置可以为单个反应装置，也可以是两个或多个反应装置并联成一组，合成装置能够规模化产业化生产高质量量子点纳米材料。本发明在量子点合成方式中省去了提前把CdO与油酸在高真空下反应1-2h，以除去产生的水的步骤，简化了操作。本发明能够清除反应物中的低沸点杂质和反应产生的低沸点杂质，提高量子点的量子产率；不需要严格的真空前处理，适合大规模生产。

附图说明

图1为本发明的反应装置的结构示意图；

图2为本发明的尾液收集部的结构示意图；

图3为本发明的两联排反应装置结构示意图；

图4为本发明的四联排反应装置结构示意图；

图5为本发明的六联排反应装置结构示意图。

图1中，1、反应部；2、搅拌部；3、进料部；4、气体保护部；5、尾液收集部；6、加热部；7、升降部；图2中，8、冷凝回流装置；9、收集瓶；10、气体出口。

实施例一

如图1图2所示，反应装置包括反应部1、搅拌部2、进料部3、气体保护部4、尾液收集部5、加热部6和升降部7，反应部1位于加热部6上方，反应部1上设置有搅拌部2、进料部3、气体保护部4和尾液收集部5，加热部6位于升降部7上。反应部1内部装有第一反应物、溶剂和回流物，进料部3装有第二反应物，气体保护部4内通入的为惰性气体。尾液收集部5包括冷凝回流装置8、收集瓶9和气体出口10；冷凝回流装置8是气体冷凝方式、液体冷凝方式中的一种。气体保护部4的进气口置于反应部1的液面以下，出气口位于反应部1外，气体保护部4含有气体流量计。加热部6为电阻加热、油浴加热、电磁加热、微波加热、红外加热或者激光加热中的一种或者几种；加热温度范围为0-500℃。加热部6上连接有温度传感器，温度传感器位于反应部1的液面以下。反应部1为玻璃釜、陶瓷釜或者不锈钢釜。反应部1的大小为10mL-1000mL或者1L-50L或者50L-500L或者500L-1000L。搅拌部2为机械搅拌或者磁力搅拌。进料部3为恒压漏斗、注射器、恒流泵或自动进样器。升降部7为手动升降台或电动升降台。

本发明的操作步骤为：(1)准确称量第一反应物、溶剂和回流物，放入反应部1；（2）准确称量第二反应物，放入进料部3；（3）开启搅拌部2，设定特定转速不变；（4）通入惰性气体，设定气体流速不变；（5）待反应部1内部空气完全排除后，开启加热；（6）待温度达到设定值时，开启进料部3阀门，使反应物按规定进料速率进入反应部1参与反应；（7）待反应完成后，开启升降部7，把加热部6与反应部1分离，冷却反应部1。

气体保护部4含有控制气体流速的气体流量计，气体流速不宜过快，防止带走反应物或者溶剂；气体流速不宜过慢，以免杂质残留。

冷凝回流装置8通过液体冷凝管或者气体冷凝管冷凝，回流进入收集瓶9，以免排出到大气中，造成污染，收集瓶9体积大于回流物质和杂质的总体积。

实施例二