[发明专利]高荧光效率核壳结构无镉量子点及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种核壳结构无镉量子点的制备方法，其特征是：配置含In的前驱体溶液，在该前驱体液中引入ZnX₂，X为Cl、Br、I中的一种或几种的混合物，将该前驱液加热，并实现该体系的惰性环境；将含P的前驱液注入上述含In的前驱液中，反应生成InP的量子点核；然后在反应中，加入ZnS前驱液，直接在InP量子点核外合成第一层ZnS的壳；接下来，再继续合成第二层和第三层ZnS壳或更多层ZnS壳，形成薄核厚壳的结构；

所述含In前驱液，其溶剂为油酸、油胺或十八烯；

所述含In前驱液，包含卤化铟无机盐；

所述含In前驱液，包含卤化锌无机盐；

所述含In前驱液，通过加热搅拌溶解卤化铟和卤化锌无机盐，其加热温度为120-160℃，搅拌速度为200-600rpm，搅拌时间为0.5-3h；

所述含In前驱液，需要调至惰性环境，方法是对前驱液除气泡通惰性气体至少3次；

所述含P前驱液，其溶剂为油酸、油胺或十八烯；

所述卤化铟无机盐为三氯化铟、三溴化铟或三碘化铟的水合物的一种或多种，其摩尔浓度为0.005-0.5M；

所述卤化锌无机盐为二氯化锌、二溴化锌或二碘化锌的水合物的一种或多种，其摩尔浓度为0.05-5M；

所述含P前驱液，包含(DMA)₃P、(DEA)₃P或P(SiMe₃)₃，其摩尔浓度为0.5-8M；

生成InP量子点核的反应中，其含P前驱液与含In前驱液的体积比为0.05-1.2；

生成InP量子点核的反应中，是将含In前驱液加热到反应温度后，将含P前驱液迅速注入含In前驱液，反应时间为10-30min；反应结束后，所得到InP量子点核的直径为2-3.5nm；

合成第一层ZnS的壳的反应中，包括分别往上述反应液中加入含硫醇化物和含锌前驱液，然后将反应加热至300℃，并在该温度下继续反应1-3h；

生成第一层ZnS壳的ZnS前驱液，其溶剂为烯烃有机溶剂，其含锌盐包括硬脂酸锌或醋酸锌，其锌的摩尔浓度为0.05-1.0M；

生成第一层ZnS壳的反应结束时，将反应液注入3-6倍反应液总体积的甲苯或苯乙烯，然后离心分离；在上层清液中，加入1.5-3.5倍的乙醇或丙醇，进一步沉降量子点；收集得到量子点固体；此时，所得到量子点的直径为3.5-5.5nm；

生成第二层ZnS壳的反应时，将生成第一层ZnS壳的InP量子点固体分散到油胺或十八烯中，形成反应母液，其中有效成分In的摩尔浓度为0.005-0.5M；

生成第二层ZnS壳的反应，其母液需要搅拌混合，加热至150℃，脱泡0.5-3h；

生成第二层ZnS壳的反应，包括分别往上述母液中加入含硫醇化物和含锌前驱液，然后将反应加热至300℃，并在该温度下继续反应0.2-1h；

生成第二层ZnS壳的含锌前驱液，其溶剂为烯烃有机溶剂，其含锌盐为硬脂酸锌或醋酸锌，其锌的摩尔浓度为0.05-1.0M；

生成第二层ZnS壳的反应，反应结束后，将反应液注入3-6倍反应液总体积的甲苯或苯乙烯中，然后离心分离；在上层清液中，加入1.5-3.5倍的乙醇或丙醇，进一步沉降量子点；收集得到量子点固体；此时，所得到量子点直径为5.5-7.5nm；

生成第三层ZnS壳的反应时，将生成第二层ZnS壳的InP量子点固体分散到十八烯或油胺中，形成第二反应母液，其中有效成分In的摩尔浓度为0.005-0.5M；

生成第三层ZnS壳的反应时，其第二反应母液需要搅拌混合，加热至150℃，脱泡0.5-3h；

生成第三层ZnS壳的反应时，分别往第三反应母液中加入含硫醇化物和含锌前驱液，然后将反应加热至300℃，并在该温度下继续反应0.2-1h；

生成第三层ZnS壳的含锌前驱液，其溶剂为烯烃液态有机溶剂，其含锌盐为硬脂酸锌或醋酸锌；

生成第三层ZnS壳的反应结束时，将反应液注入3-6倍反应液总体积的甲苯或苯乙烯中，然后离心分离；在上层清液中，加入1.5-3.5倍的乙醇或丙醇，进一步沉降量子点；生成第三层ZnS壳后所得到量子点直径为7.5-10nm。

2.一种权利要求1所述的核壳结构无镉量子点在制备蓝光发光二极管中的应用，其特征是：

首先，将正极材料ITO导电玻璃基板依次在装有洗涤剂、蒸馏水、丙酮、丙醇的超声池中清洗；清洗完后，放入UV臭氧处理仪15min，将其表面改性为亲水性；然后，将ZnMgO纳米颗粒的乙醇溶液旋转涂覆在玻璃基板的导电面，并在250℃熟化30min；接下来，将玻璃基板转移到充满惰性气体的手套箱，并将分散在溶剂里的InP/ZnS/ ZnS/ ZnS核壳结构的量子点液旋转涂覆在氧化物纳米颗粒表面；最后，采用热蒸发的方法依次沉积80nm的4,4'-二(9-咔唑)联苯层、10nm的MoO₃层以及100nm的铝电极层。