[发明专利]一种CuAlInS量子点及其制备方法

说明书

本发明属于量子点合成技术领域，公开了一种CuAlInS量子点的制备方法，包括以下步骤：将碘化亚铜、醋酸铟、乙酰丙酮铝和正十二硫醇充分混合，在氩气环境下加热至全部溶解，得到混合物溶液；将混合物溶液升温加热6min后，停止加热，自然冷却至室温，得到粗产物溶液；向粗产物溶液中加入正己烷，然后加入乙醇溶液进行离心，移走上清液，在氮气下吹干，得到CuAlInS量子点。本发明通过Al部分取代In，极大降低了量子点制备成本，且发光峰位可调，发光效率高，具有较大的Stokes位移。

技术领域

本发明涉及量子点合成技术领域，更具体的说是涉及一种CuAlInS量子点及其制备方法。

背景技术

CuInS₂量子点是一种Ⅰ-Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体纳米晶，其不含Pb、Cd等重金属，符合“绿色”化学的理念。同时CuInS₂量子点具有带隙宽度为1.5eV左右、光吸收系数大、自吸收小等特点，可在可见光到近红外区域发光，是太阳能电池、发光二极管等器件的理想材料。然而，In元素在地壳中的储量非常稀少，使其价格昂贵，从而导致CuInS₂量子点的生产成本大大增加。

目前研究者们仅仅通过改变Cu与In的比例，从而得到少In、富Cu的CuInS₂量子点，然而In的减少会导致其光致发光光谱严重红移，且发光效率严重降低，不利于应用。

因此，如何提供一种新型CuAlInS量子点是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点和不足，本发明提供了一种CuAlInS量子点，发光峰位可调，发光效率高，具有较大的Stokes位移，可应用于太阳能电池、发光二极管、生物荧光靶向标记等领域。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种CuAlInS量子点的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碘化亚铜、醋酸铟、乙酰丙酮铝和正十二硫醇充分混合，在氩气环境下加热至全部溶解，得到混合物溶液；

(2)将混合物溶液升温加热6min后，停止加热，自然冷却至室温，得到粗产物溶液；

(3)向粗产物溶液中加入正己烷，然后加入乙醇溶液进行离心，移走上清液，在氮气下吹干，得到CuAlInS量子点。

优选的，步骤(1)中铜元素、铟元素和铝元素的摩尔比为1：x：4-x，其中0x4。

优选的，步骤(1)中铜元素、铟元素和铝元素的摩尔比为1：2：2。

上述技术方案的有益效果是：在此反应物比例下，得到产物的光致发光量子产率最高，且产物在空气中的稳定存放的时间较长。

优选的，步骤(1)中碘化亚铜和正十二硫醇的摩尔比为0.1：33.4。

上述技术方案的有益效果是：正十二硫醇在反应过程中既作为硫源又作为溶剂存在，此比例下正十二硫醇的用量可提供充足的硫源，且可保证反应在合适的浓度下进行。

优选的，步骤(1)中加热的温度为100℃，时间为4h。

上述技术方案的有益效果是：在此温度和时间下反应物可以更好地溶解，且具有较好的反应活性。

优选的，步骤(2)中升温加热的温度为225℃。

上述技术方案的有益效果是：在225℃下开始成核，当反应时间为6min时，得到发射红光的产物。

优选的，步骤(3)中粗产物、正己烷和乙醇溶液的体积比为1：1：20。

优选的，步骤(3)中乙醇溶液的浓度为99.5％。