[发明专利]一种银纳米团簇荧光纳米棒及其制备方法与在白光LED的应用

说明书

本发明涉及一种银纳米团簇荧光纳米棒及其制备方法与在白光LED的应用，该荧光纳米棒是由Ag₉与盐酸在水溶液中自组装形成。本发明制备的Ag₉荧光纳米棒具有突出的光学性质，而且将荧光纳米棒冻干成粉末依然保持出色的荧光性能，并可制成发橙红色光的稳定较好的LED，同时与商用的蓝色和绿色荧光粉，按照质量比为10:5:1比例混合可制备出白光发射的LED。发光银簇可以成功的替换传统材料的光转换材料，为制得环保型的LED提供了可能。本发明的银纳米簇荧光纳米棒制备方法简单，成本低廉；制备的LED发光强度优异，符合环保的要求。

技术领域

本发明涉及一种银纳米团簇荧光纳米棒的制备方法及其在白光LED的应用，属于新材料领域。

背景技术

光对于人类的学习与生活至关重要，据统计，目前全球每年有超过20％的电能用于照明，因此，如何节能并提高光照效率在照明领域尤其关键。与传统的荧光灯和白炽灯相比，发光二极管(LED)形式的固态照明具有响应时间快、发光效率高、可温控范围广等优异性能，因此，受到越来越广泛地研究和关注。到目前为止，商用LED通常是通过在蓝紫色发光InGaN/GaN芯片上涂覆颜色转换材料来制造的。颜色转换材料可以完全或部分地将芯片发射转换为所需的发光颜色，从而产生具有可见彩色或白光的LED。稀土荧光粉作为光转材料的备选，面临供应资源匮乏、回收难度大、不环保的缺点；而常见的有机荧光团不耐光漂白，应用于LED领域也受到局限；量子点也被认为是竞争性颜色转换材料，但大多数关于量子点制造的LED依赖于使用含有重金属阳离子的量子点(例如镉、铅和汞等)，而其对于人类的身体健康会带来严重的影响。因此，为了继续推进环保型LED，急需寻找替代重金属、符合安全规定的光转换材料。

最近，金属纳米团簇由于其低毒性、低成本和良好的生物相容性，在LED中可用作环境友好和生物相容的颜色转换材料。作为新型发光纳米材料，金属纳米团簇通常由几个到一百个原子组成，其大小约为电子的费米波长(2nm)，通过实现金属纳米团簇外围配体到金属的电荷转移或金属-金属的相互作用，可以实现强荧光的发射，其出色的发光性能使得金属纳米团簇可作为LED光转换材料。

银纳米团簇由于其优异的性能和原料易获取而被广泛的研究，关于银纳米团簇的专利文件也有诸多报道，比如：中国专利文件CN108372312A(申请号：CN201810244736.1)公开了一种强荧光发射银纳米团簇的制备方法，其特征在于：所述荧光银纳米团簇是室温下以组氨酸为保护剂和还原剂，硝酸银溶液作为基体通过一锅法制备而成荧光银纳米团簇溶液。再例如：中国专利文件CN107225255A(申请号：CN201710400091.1)公开了一种制备荧光银纳米簇的方法，其特征在于，这种红色荧光银纳米团簇是以卡托普利作为保护剂、硼氢化钠作为还原剂，在碱性环境中，通过“一锅法”制备得到。中国专利文件 CN109111912A公开了一种高功率白光LED用纳米簇核壳荧光粉及其制备方法，通过水热法制备纳米银簇修饰的核壳荧光转换材料，Bi/Mn双离子掺杂通过调节掺杂系数、掺杂比例、离子价态等可以调控荧光粉实现紫外和蓝光区的双吸收，同时产生蓝光、绿光、黄光、红光区的高强度发射。然而，上述材料主要存在以下不足：1.含有多种金属元素，并且是氟化物，造成资源浪费及环境破坏；2.制备方法繁琐，使用了水热法，增加了生产成本。

目前，对于银纳米簇报道只限制于合成方法的探索和固态性质的研究，对于调控银纳米团簇在水溶液中的聚集体形貌及其作为光转换材料在LED领域的应用研究鲜有报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种银纳米团簇荧光纳米棒及其制备方法与在白光 LED的应用。

术语说明：

Ag₉：是一种九核的银纳米团簇，由于配体间的π-π作用，配体向金属的电荷转移作用、配体向金属-金属电荷转移作用以及金属-金属的相互作用，Ag₉具有一定的发光性质。

本发明的技术方案如下：