[发明专利]复合量子点及其制备方法和量子点膜

说明书

本发明涉及一种复合量子点及其制备方法和量子点膜，其中的复合量子点，括量子点负载微球核层、二氧化硅壳层及链状烷基有机配体，量子点负载微球核层包括聚合物介孔微球及负载于聚合物介孔微球的介孔结构中的量子点，二氧化硅壳层包覆于量子点负载微球核层上，链状烷基有机配体结合在二氧化硅壳层的表面。如此量子点负载于聚合物介孔微球的介孔结构中，相当于经过了聚合物介孔微球的封装包覆，进一步包覆二氧化硅壳层，且二氧化硅壳层的表面还结合有链状烷基有机配体，使得抗水氧稳定性和耐高温性明显增强，还有效地切断了外部腐蚀物质与介孔结构内的量子点之间的直接接触，使得量子点能在苛刻的溶剂中和高温环境中有较好的稳定性性能。

技术领域

本发明涉及量子点技术领域，特别是涉及一种复合量子点及其制备方法和量子点膜。

背景技术

量子点材料是尺寸在2nm～10nm的半导体纳米晶，具有优良的发光性能。由于量子限域效应，量子点材料d发光波长随量子点尺寸的增长不断红移，可扩展至整个可见光及近红外区域。另外，量子点材料还具有发光半峰宽窄、发光效率高、稳定性强等优点，在显示、照明、生物等领域都有广泛的应用前景。常见的量子点材料有II-VI族、III-V族、I-III-VI族等。

量子点的尺寸小，也使量子点极易受水汽、氧气、温度等外界环境因素影响而导致荧光效率降低，寿命缩短。目前市面上的量子点膜多采用具有阻水阻氧性能的阻隔膜将量子点层的上下表面保护起来，以保证量子点膜的荧光性能的稳定，延长其使用寿命。虽然阻隔膜有助于保证量子点膜性能的稳定，但是，阻隔膜的生产需要花费巨资购入涂布机，因此量子点膜的物料清单的成本主要取决于成本较高的阻隔膜。因此传统的量子点膜仍需改进。

发明内容

基于此，本发明提供了一种复合量子点及其制备方法，通过该复合量子点制备的量子点膜性能稳定性高，并且无需阻隔膜，成本显著降低。

一种复合量子点，包括量子点负载微球核层、二氧化硅壳层及链状烷基有机配体，所述量子点负载微球核层包括聚合物介孔微球及负载于所述聚合物介孔微球的介孔结构中的量子点，所述二氧化硅壳层包覆于所述量子点负载微球核层上，所述链状烷基有机配体结合在所述二氧化硅壳层的表面。

上述复合量子点中的量子点负载于聚合物介孔微球的介孔结构中，相当于经过了聚合物介孔微球的封装包覆，且进一步包覆二氧化硅壳层，作为量子点负载微球核层的保护层，且二氧化硅壳层的表面还结合有链状烷基有机配体，使得抗水氧稳定性和耐高温性明显增强，同时还有效地切断了外部腐蚀物质与介孔结构内的量子点之间的直接接触，使得量子点能在苛刻的溶剂中和高温环境中有较好的稳定性性能。

在其中一些实施例中，所述聚合物介孔微球的球径为1μm～5μm，孔径为20nm～100nm；和/或

所述聚合物介孔微球为聚苯乙烯介孔微球。

在其中一些实施例中，所述链状烷基有机配体中的链状烷基为碳原子数为12～18的链状烷基。

在其中一些实施例中，所述量子点选自II-V族化合物、III-V族化合物、I-III-VI族化合物、IV-VI族化合物中的任意一种。

一种复合量子点的制备方法，包括如下步骤：

将聚合物介孔微球、量子点及非极性溶剂混合，得到混合溶液；

将所述混合溶液超声处理，以使所述量子点负载于所述聚合物介孔微球的介孔结构中，得到量子点负载微球溶液；

将量子点负载微球溶液、硅源前驱体及配体硅烷混合水解，固液分离，取固体，得到复合量子点；所述配体硅烷为链状烷基三甲氧基硅烷或链状烷基三乙氧基硅烷。

在其中一些实施例中，所述聚合物介孔微球与量子点的质量之比为(0.5～2):1；所述量子点与所述非极性溶剂的比例为(5mg～10mg):1mL。