[发明专利]一种高量子产率铜纳米团簇荧光纳米花及其制备方法与在LED中的应用

说明书

本发明涉及一种高量子产率铜纳米团簇荧光纳米花及其制备方法与在LED中的应用，该铜纳米团簇荧光纳米花是将Cu₄I₄溶解到二甲基亚砜中，然后与丙三醇自组装形成。本发明制备的Cu₄I₄荧光纳米花具有突出的光学性质，量子产率高达64.5％，同时仅与商用的蓝色荧光粉即可制成一系列不同发光颜色，如黄绿色、天蓝色、白色等且稳定较好的LED，其中按照质量比为4:5的比例混合即可制备出白光发射的LED。发光铜簇可以成功的替换传统材料的光转换材料，可环保型的LED。本发明的铜纳米簇荧光纳米花制备方法简单，只需两种荧光粉即可制备超亮白光LED，成本低廉；制备的LED发光强度超强，符合环保的要求。

技术领域

本发明属于LED照明技术领域，具体涉及一种高量子产率铜纳米团簇荧光纳米花的制 备方法及其在LED的应用。

背景技术

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，近年来受到人们广泛地研究和关注。金属纳米团簇由几个到一百个原 子组成，由于其超小的尺寸和独特的电子结构，是照明和显示应用的潜在替代品。与 传统的有机染料和半导体量子点相比，金属纳米团簇具有尺寸超小、斯托克斯位移大、 毒性低等优点，可以作为制造LED的发光材料。人们对金银纳米团簇进行了大量的研究， 然而，与合成金银纳米团簇的昂贵前驱体相比，制备铜纳米团簇的前驱体资源相对丰富， 价格低廉，而且容易从商业来源获得，因此铜纳米团簇更适合于各种应用。但是与目前的 有机荧光粉和半导体纳米晶相比，铜纳米团簇的发射强度较低，量子产率很少超过0.1％， 这极大地限制了其在LED中的应用。因此，寻找增强铜纳米团簇发射强度和量子产率的方 法对推进铜簇荧光粉在照明领域的应用具有重要意义和商业价值。

最近，关于铜纳米团簇制备LED的专利也有一些报道，比如：中国专利文件CN106590635A(申请号：CN201611112109.X)公开了一种黄光或红光铜簇组装体荧光材 料、制备方法及其在制备白光LED中的应用，其特征在于：所述发射黄光或红光的二维条 带组装体荧光材料是使用胶体溶液一锅法，利用高沸点溶剂，芳香族及脂肪族巯基包覆配 体得到,通过调控配体结构达到对荧光发射峰位置的调控。再例如：中国专利文件CN107338042A(申请号：CN201710579460.8)公开了一种溶剂调控的全色发射铜簇组装 体荧光材料、制备方法及其在白光LED中的应用，其特征在于：改变反应溶剂种类，可得 到稳定的由铜簇组装而成的全色发射的二维组装体荧光材料，其光色在490～670nm连续可 调。然而，上述材料发射强度低、量子产率低，并且预混白光时需要三种以上的荧光粉， 这增加了制备成本，使制备过程更繁琐，降低了LED器件的可实用性。

此外，中国专利文件CN107903891A(申请号：201711245696.4)公开一种铜纳米团簇 自组装体的制备方法及其作为荧光探针在检测组胺中的应用。以2,3,5,6-四氟苯硫酚作为配 体和还原剂，一步合成了带状的、具有橙色荧光的铜纳米团簇自组装体。然而，该铜纳米 团簇自组装体主要用于检测领域，其量子产率为43％，并且自组装体中含有S元素，不符合 制备环保型LED的要求。

中国专利文件CN107603604A(申请号：201710969567.3)公开一种铜纳米团簇荧光材 料及其制备方法，以抗坏血酸保护的铜纳米粒子作为前驱体，“自上而下”合成铜纳米团簇荧光材料，氨水作为刻蚀剂控制铜纳米团簇的形成。然而，该铜纳米团簇荧光材料其荧光量子产率仍然较低。

综上所述，目前对于铜纳米簇报道只限制于合成方法的探索和发射峰位置的调控，以 及用于检测领域的研究，对于制备高量子产率的铜纳米团簇荧光材料及其在高功率白光 LED领域的应用研究鲜有报道。而且，现有的铜纳米团簇的量子产率都十分低，很难直接 应用于LED领域，用于LED白光发光材料的调质大都采用三种材料以上才可以，成本较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高量子产率的铜簇荧光纳米花及其制备方法与 在白光LED的应用。