[发明专利]一种用碳量子点制备单一基质荧光膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用碳量子点制备单一基质荧光膜的方法，属光致发光材料制备及 应用的技术领域。

背景技术

固态的发光二极管LED具有能效高、寿命长、能耗低的特点，是新一代发光光源。

白光发光二极管实现白光主要有三种形式，一种是蓝光芯片加黄色荧光粉，二是 紫外芯片加红绿蓝荧光粉，三是紫外光芯片加单一基质荧光粉；常用的方法是蓝光芯片加 黄色荧光粉，这一方法实现白光简单，但由于荧光粉在红光区域发射较弱，致使发光二极管 显色指数低；紫外芯片和红绿蓝荧光粉合成白光，但由于复合的荧光粉存在严重的颜色重 吸收问题，而导致器件效率的损失；稀土类荧光粉做单一基质荧光粉可做白光发光器件，但 稀土类荧光粉价格昂贵，不利于大量推广；单一基质的半导体量子点也可做白光发光器件 荧光粉，但由于含有有毒元素而限制了其广泛应用。

荧光碳量子点是一种尺寸≤10nm的量子点，具有优越的光学性质、低毒，且具有生 物兼容性，高的化学惰性，是单一基质荧光膜的优选材料，此项技术还处于研究阶段。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，以柠檬酸，N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲 氧基硅烷为原料，经水热合成、滤膜过滤、透析袋透析、成膜，制成碳量子点单一基质荧光 膜，以用于制备白光二极管。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：柠檬酸、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、 去离子水、导电玻璃，其组合准备用量如下：以克、毫升、毫米为计量单位

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

柠檬酸：固态固体99.9％

N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷：液态液体99.9％

去离子水：液态液体99.9％

导电玻璃：固态固体

(2)水热合成制备碳量子点水溶液

①配制混合溶液

在聚四氟乙烯容器中，加入柠檬酸1.05g±0.001g、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲 氧基硅烷21.63mL±0.001mL、去离子水40mL±0.001mL，搅拌5min，使其溶解，成混合溶液；

②将装有混合溶液的聚四氟乙烯容器置于超声波分散仪中，进行超声分散，超声 波频率60KHz，超声分散时间10min；

③超声分散后，将盛有混合溶液的聚四氟乙烯容器置于反应釜中，并密闭；

④将反应釜置于电加热炉中，进行加热，加热温度200℃±1℃、加热时间360min；

混合溶液在反应釜内，在水热合成过程中将发生化学反应，反应方程式如下：

式中：CDs：碳量子点

⑤冷却，水热合成后停止加热，混合溶液随加热炉反应釜冷却至25℃；

(3)过滤

将冷却后的混合溶液置于烧杯中，用注射器吸取溶液，用0.22mm的微孔滤膜进行 过滤，留存滤液，弃掉滤膜及其上的沉淀物；

(4)透析

①将滤液置于纤维素透析袋内，并密闭；

②将盛有滤液的纤维素透析袋置于烧杯中，加入去离子水800mL，去离子水要淹没 纤维素透析袋，在烧杯底部置放磁子搅拌器；

③将烧杯置于电加热器上，加热温度30℃±1℃，磁子搅拌器搅拌，加热搅拌时间 9h；

④透析后，停止加热，停止搅拌，使纤维素透析袋内的滤液冷却至25℃；

(5)成膜

①预处理导电玻璃

将导电玻璃置于烧杯中，加入去离子水200mL，浸泡洗涤30min；

浸泡后，将导电玻璃取出，垂直吊装在不锈钢支架上，然后置于真空干燥箱中干 燥，干燥温度80℃，真空度8Pa，干燥时间30min；

②将干燥后的导电玻璃平面置于石英板上，将纤维素透析袋内的滤液均匀置于导 电玻璃上；

③真空干燥

将导电玻璃置于真空干燥箱中，进行干燥处理，干燥温度80℃，真空度6Pa，干燥时 间120min；

干燥后为碳量子点单一基质荧光膜；

(6)检测、分析、表征