[发明专利]一种通过原位聚合包覆获得甲脒铅溴/PMMA复合材料的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种通过原位聚合包覆获得甲脒铅溴/PMMA复合材料的方法及其应用，首先，采用热注射工艺合成获得高质量甲脒铅溴量子点，并利用乙腈和甲苯来提纯量子点；其次，将量子点与MMA溶液按一定比例混合，在光照条件下反应一段时间聚合，得到具有一定粘度的流体产物；最后，利用刮膜法制备均匀的绿色荧光薄膜。本发明甲脒铅溴/PMMA复合材料可以用于构筑白光LED。本发明可制得耐水氧的甲脒铅溴量子点复合膜材料，并可获得高效的白光LED器件。

技术领域

本发明涉及到一种甲脒铅卤钙钛矿量子点与聚合物单体复合并制备均匀薄膜的方法，并利用量子点/聚合物复合产物作为发光材料构建高效的白光LED器件

背景技术

在国际电信联盟提出了新的超高清显示标准Rec.2020的前提下，当前商业化的绿光荧光粉由于其低量子产率以及宽半峰宽已经无法满足其发光材料的标准，迫切得需要寻找其他发光材料(波长525nm-535nm,半峰宽小于25nm)来替代。钙钛矿量子点由于其高量子产率、窄半峰宽、强吸光能力以及发光波长可调等优异的性能使得其自从2015年由Kovaleno报道以来就受到广泛的关注，并不断完善其发光性能并应用于光学器件。

然而钙钛矿量子点由于其离子晶体属性，使得稳定性成为其在应用道路上最大障碍。在高水氧的环境(或极性溶剂中)，其离子晶体结构容易发生坍塌，其发光性能均会迅速衰退。目前文献中报道的提高其稳定性的方法，通常采用钙钛矿量子点与PMMA直接混合，通过旋涂的方法涂覆于基片上，并利用热蒸发去除溶剂以获得钙钛矿与聚合物的复合材料。这样制备获得的钙钛矿量子点常常会发生团聚现象，导致其量子点发光效率下降，并且旋涂法限制了其在商业化应用。另一方面，当前的工作几乎都致力于铯铅溴量子点，然而铯铅溴量子点其发光波长通常在515nm，尽管可以通过改变其卤素含量可使其波长移动至“最绿”波段，但是这会使得其发光效率大大降低。有机-无机杂化的甲脒铅溴钙钛矿量子点由于其发光性能的优异性，其发光波长在525nm-535nm之间可控，且半峰宽22nm左右，以及高量子产率85％左右，使得其成为一种完美的选择。因此，提出一种制备“最绿”发光并且对水氧稳定的甲脒铅溴量子点与高分子聚合物的复合材料，并且可大面积制备的方法变得至关重要。

发明内容

本发明为了避免上述现有技术所存在的不足，旨在提供一种通过原位聚合包覆获得甲脒铅溴/PMMA复合材料的方法及其应用。本发明方法能够不破坏钙钛矿量子点的光学性能和晶体结构，并且可以获得单独分散的甲脒铅溴量子点/PMMA纳米颗粒，PMMA致密包覆在甲脒铅溴量子点表面，且量子点不会发生团聚现象，其对水氧稳定性优异，更适合工业化生产。相对于未包覆的量子点制备的LED，利用这种复合材料构筑的白光LED具有更高的流明效率。

本发明通过原位聚合包覆获得甲脒铅溴/PMMA复合材料的方法，包括如下步骤：

步骤1：甲脒铅溴钙钛矿量子点的合成与提纯

1a、油胺溴前驱体的合成

以油胺和氢溴酸作为原料，无水乙醇作为反应溶剂，在惰性气体保护下于冰浴中反应8-12h，真空干燥，无水乙醚洗涤并过滤，真空干燥，研磨，即得到油胺溴白色粉末；本步骤1中，油胺、氢溴酸和无水乙醇的体积比为5：4：10～100。

1b、甲脒铅溴量子点的合成

以油酸作为配体，将醋酸甲脒和醋酸铅溶解于十八烯中，将混合溶液加热至50～80℃抽真空反应30min；将步骤1a获得的油胺溴加入甲苯中，加热溶解，然后在70～165℃、氮气保护下，将油胺溴的甲苯溶液加入1b的反应体系中，反应10s后置于冰水中快速冷却至室温，得到量子点原液。

本步骤中，油酸与十八烯体积比为1：4，油酸、醋酸甲脒、醋酸铅摩尔比为2～10：3.75：1；油胺溴与醋酸铅的摩尔比为3～5：1。

1c、甲脒铅溴量子点的提纯