[发明专利]复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法和发光器件。所述复合材料包括碳量子点和氧化锌量子点，所述碳量子点和所述氧化锌量子点通过‑O‑(X₁)Si(OH)‑O‑(X₂)Si(OH)‑O‑相连接；其中，X₁和X₂独立地选自烃基或烃基衍生物。该复合材料可以有效防止碳量子点在固态粉末时团簇而发生荧光猝灭，同时该复合材料用于发光器件时，还具有无发射光谱和吸收谱的重叠，这样降低了该复合材料中的自吸收现象，从而具有高效荧光发光效率的效果。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法。

背景技术

在固态发光器件中，白色发光器件(White Light Emitting Diode，WLEDs)由于其更高的发光效率，更长的使用寿命以及更高的稳定性，越来越受到人们的青睐。

当前商业中，常用的WLEDs中白光的产生是利用多种颜色光源混合形成的，常用的就是利用蓝光芯片作为激发光源，然后在蓝光芯片的上面覆盖黄色的荧光粉。当蓝光照射到黄色荧光粉之后，黄色荧光粉将吸收的部分蓝光转变为黄色发光，未吸收的蓝光与黄光混合形成白光出射。这种简单设计下转换LED已经取得了大量的照明市场，这种黄色下转换荧光粉主要是稀土元素Ce掺杂钇铝石榴石形成的。但是，由于稀土元素储量有限，又是不可再生的资源，因此近些年来稀土的价格在不断上涨，而且开采稀土矿的过程中还会带来不可避免的环境污染问题。另外一种可替换稀土荧光粉用于制备WLEDs的材料是含有镉的量子点材料，如CdSe和CdTe量子点等。这种量子点的好处是发光波长可调，量子效率较高，但是，由于Cd²⁺具有很高的毒性，过量使用会对土地、引用水等带来严重的污染。因此，对于下一代的WLEDs中人们致力于发展一种价格低廉、环境友好的发光材料。

碳，作为地球上储量最丰富的资源之一，当其尺寸减小到纳米尺寸时，会发出强烈的荧光(即为碳量子点，简称碳点)。然而，一旦碳点干燥形成固态粉末时，就会出现明显的荧光猝灭，这称之为聚集诱导荧光猝灭。因此，碳点在固态出现的荧光猝灭，严重限制了其在固态器件上的应用。为了解决碳点固态荧光猝灭的问题，可以利用聚乙烯醇，二氧化硅壳以及面粉等对碳点进行修饰；如以面粉为载体，由于面粉中含有大量的羟基，碳点表面含有大量的羰基和氨基等官能团，因此碳点会通过氢键吸附到面粉上，面粉能将碳点有效的分离，因此抑制了碳点的非辐射复合，增强了辐射复合；或者将碳点镶嵌在聚乙烯醇中，实现了量子效率为84％的蓝色碳点荧光粉；或利用微波辅助法将碳点镶嵌在二氧化硅中，实现了碳点/二氧化硅荧光粉。然而，利用这些方法所制备的碳点荧光粉由于混合物中碳点浓度较低，因此其出射强度降低，除此之外利用这些方法制备的碳量子点荧光粉只能获得单一颜色发射波长的荧光粉。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种复合材料及其制备方法，旨在解决现有碳量子点易发生荧光淬灭、且发光效率低的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种复合材料，所述复合材料包括碳量子点和氧化锌量子点，所述碳量子点和所述氧化锌量子点通过-O-(X₁)Si(OH)-O-(X₂)Si(OH)-O-相连接；其中，X₁和X₂独立地选自烃基或烃基衍生物。

本发明提供的复合材料中，碳量子点与氧化锌量子点为空间载体，通过将碳量子点与氧化锌量子点交替连接，可以有效防止碳量子点在固态粉末时团簇而发生荧光猝灭，同时该复合材料用于发光器件时，还具有无发射光谱和吸收谱的重叠，这样降低了该复合材料中的自吸收现象，从而具有高效荧光发光效率的效果。

本发明另一方面提供一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：