专利名称：折射率可调的颗粒状ZnO/SiO<sub>2</sub>发光复合材料及其制法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光材料及其制法和用途，特别涉及一种折射率可调的颗粒状ZnO/ Si02发光复合材料及其制法和用途。
背景技术：
折射率是材料本身的一种特性，对于多组分复合颗粒来讲，其折射率是由各组分
折射率的均值所决定的。复合材料折射率可以通过公式「计算，其中n。。mp。site
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是复合材料的折射率，叫和\分别是复合材料各组分的折射率和体积分数；因此，可以通过 调节各组分的含量，达到控制复合颗粒折射率的目的。量子点(Quantum Dots,即QD)粒径非常小，而且能够根据尺寸变化可产生不同颜 色的单色光，因此将量子点作为复合材料的组分之一，并通过控制量子点含量，则能得到折 射率可调的发光复合颗粒材料。
发明内容
本发明目的在于提供一种折射率可调颗粒状Zn0/Si02发光复合材料。本发明另一目在于提供一种制备上述折射率可调的颗粒状Zn0/Si02发光复合材 料的方法。本发明再一目在于提供一种折射率可调的颗粒状Zn0/Si02发光复合材料的用途。本发明的技术方案如下本发明提供的折射率可调的颗粒状Zn0/Si02S光复合材料，其由二氧化硅和均勻 分散于二氧化硅的ZnO量子点组成；所述ZnO量子点含量为所述颗粒状Zn0/Si02发光复合 材料的l_90wt%。所述ZnO量子点的粒径为2-6nm。所述颗粒状Zn0/Si02发光复合材料在可见光区 发光，其折射率在1. 47-1. 95之间。本发明提供的折射率可调的颗粒状Zn0/Si02s光复合材料的制备方法，其步骤如 下(1)制备无色透明的含ZnO量子点颗粒的乙醇溶液将乙酸锌加入到乙醇溶液中，加热溶解得到乙酸锌含量为0. lmol/L的乙酸锌乙 醇溶液，然后80°C回流0 3h;将氢氧化锂加入到乙醇溶液中，超声溶解，得到氢氧化锂含量为0. 1 0. 35mol/L 的氢氧化锂乙醇溶液；将上述两种溶液按体积比1 1的比例均勻混合，0°C 60°C磁力搅拌5 60min， 得到无色透明的含ZnO量子点颗粒的乙醇溶液；(2)制备颗粒状Zn0/Si02发光复合材料
将0. 0007-0. 67mol正硅酸乙酯在搅拌情况下加至100mL上述含ZnO量子点颗粒 的乙醇溶液中，磁力搅拌3 8小时；然后加入3 8ml氨水，在磁力搅拌条件下反应16-28 小时，再用乙醇进行离心清洗二次，得到白色沉淀；将所得白色沉淀在空气中进行干燥，再在300 600°C煅烧0. 5 2小时，得到颗 粒状Zn0/Si02发光复合材料；所得颗粒状Zn0/Si02发光复合材料由二氧化硅和均勻分散于二氧化硅中的ZnO 量子点组成；所述ZnO量子点含量为所述颗粒状Zn0/Si02发光复合材料的l_90wt%。所述ZnO量子点的粒径为2-6nm。所述颗粒状Zn0/Si02发光复合材料在可见光区 发光，其折射率在1. 47-1. 95之间。本发明提供的颗粒状Zn0/Si02S光复合材料的用途，可用于制备光电器件所用的 透明复合材料。所述透明复合材料由折射率可调的颗粒状Zn0/Si02发光复合材料与高分 子材料复配而成。与现有技术相比，本发明具有如下优点ZnO量子点在可见光区没有明显吸收，而其表面缺陷的荧光发射峰位于可见光区 内，本发明将ZnO量子点与颗粒状Si02进行复合进行，并通过调整ZnO量子点在该颗粒状 Zn0/Si02发光复合材料中所占的比例，得到折射率可调的颗粒状Zn0/Si02发光复合材料， 实现了材料的光致发光；本发明方法制备的折射率可调的颗粒状Zn0/Si02S光复合材料可 在可见光区的发光，且折射率1. 47-1. 95之间可调。
具体实施例方式下面结合实施例(但不限于所举实施例)进一步描述本发明实施例1在50ml的乙醇溶液中加入1. lg乙酸锌，加热溶解，得到浓度为0. lmol/L的乙酸 锌乙醇溶液；在50ml乙醇溶液中加入0. 22g的氢氧化锂，超声溶解，得到浓度为0. lmol/L氢氧 化锂乙醇溶液；将上述两种溶液按体积比1 1的比例均勻混合，60°C磁力搅拌60min;制得无色 透明的纳米ZnO量子点乙醇溶液。将0. 0007mol正硅酸乙酯于搅拌情况下加入到上述溶液中，磁力搅拌3小时；然后加入3mL氨水在磁力搅拌条件下反应16小时；将所得物质用乙醇离心清洗两次，得到白色沉淀；将所得白色沉淀在空气中进行干燥，之后在300°C下煅烧2小时，得到颗粒状ZnO/ Si02发光复合材料(ZnO粒径为6nm，复合材料中ZnO量子点的含量为90%，其荧光发射位 置在560nm，折射率为1.95)；所得复合材料可作为荧光粉用于紫外LED，实现紫外光到黄光的转化。实施例2在50mL的乙醇溶液中加入1. lg乙酸锌，加热溶解后80°C回流3h，得到浓度为 0. 10mol/L的乙酸锌乙醇溶液；在50mL乙醇溶液中加入0. 29g的氢氧化锂，超声溶解，得到浓度为0. 14mol/L氢氧化锂乙醇溶液；将上述两种溶液预冷至0°C，冰水浴下按体积比1 1的比例均勻混合，磁力搅拌 30min ；制得无色透明的纳米ZnO量子点乙醇溶液。将0. 0075mol正硅酸乙酯于搅拌情况下加入到上述溶液中，磁力搅拌5小时；然后加入5mL氨水在磁力搅拌条件下反应24小时；将所得物质用乙醇离心清洗两次，得到白色沉淀；将所得白色沉淀在空气中进行干燥，之后在500°C下煅烧1小时，得到颗粒状ZnO/ Si02发光复合材料(ZnO粒径为3nm，复合材料中ZnO量子点的含量为47%，荧光发射位置 在500nm，折射率为1. 53)。将本发明的折射率可调的颗粒状Zn0/Si02S光复合材料与硅树脂(道康宁 0E6665)进行复配，可制备透明发光硅树脂基复合材料；该透明发光硅树脂基复合材料用 于制备光电器件。实施例3在50ml的乙醇溶液中加入1. lg乙酸锌，加热溶解后80°C回流2h，得到浓度为 0. lmol/L的乙酸锌乙醇溶液；在50ml乙醇溶液中加入0. 73g的氢氧化锂，超声溶解，得到浓度为0. 35mol/L的 氢氧化锂乙醇溶液；将上述两种溶液预冷至0°C，冰水浴下按体积比1 1的比例均勻混合，磁力搅拌 60min。所制备的无色透明溶液即为纳米ZnO量子点乙醇溶液；将0. 67mol正硅酸乙酯于搅拌情况下加入到上述溶液中，磁力搅拌8小时；然后加入8ml氨水在磁力搅拌条件下反应28小时；将所得物质用乙醇离心清洗两次得到白色沉淀；将所得白色沉淀在空气中进行干燥，之后在600°C下煅烧0. 5小时，得到颗粒状 Zn0/Si02发光复合材料(ZnO粒径为2nm，复合材料中ZnO量子点的含量为1%，荧光发射位 置在450nm，折射率为1.47)；所得复合材料可作为荧光粉用于紫外LED，实现紫外光到红光的转化。
权利要求
一种折射率可调的颗粒状ZnO/SiO2发光复合材料，其特征在于其由二氧化硅和均匀分散于二氧化硅的ZnO量子点组成；所述ZnO量子点含量为所述颗粒状ZnO/SiO2发光复合材料的1 90wt％。
2.按权利要求1所述的折射率可调的颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料，其特征在于，所 述ZnO量子点的粒径为2-6nm。
3.按权利要求1所述的折射率可调的颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料，其特征在于，所 述颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料在可见光区发光，其折射率在1. 47-1. 95之间。
4.一种权利要求1所述的折射率可调的颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料的制备方法，其 步骤如下(1)制备无色透明的含ZnO量子点颗粒的乙醇溶液将乙酸锌加入到乙醇溶液中，加热溶解得到乙酸锌含量为0. lmol/L的乙酸锌乙醇溶 液，然后80°C回流0 3h;将氢氧化锂加入到乙醇溶液中，超声溶解，得到氢氧化锂含量为0. 1 0. 35mol/L的氢 氧化锂乙醇溶液；将上述两种溶液按体积比1 1的比例均勻混和，0°C 60°C磁力搅拌5 60min，得 到无色透明的含ZnO量子点颗粒的乙醇溶液；(2)制备颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料将0. 0007-0. 67mol正硅酸乙酯在搅拌情况下加至IOOmL上述含ZnO量子点颗粒的乙 醇溶液中，磁力搅拌3 8小时；然后加入3 8ml氨水，在磁力搅拌条件下反应16-28小 时，再用乙醇进行离心清洗二次，得到白色沉淀；将所得白色沉淀在空气中进行干燥，再在300 600°C煅烧0. 5 2小时，得到颗粒状 Zn0/Si02发光复合材料；所得颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料由二氧化硅和均勻分散于二氧化硅中的ZnO量子 点组成；所述ZnO量子点含量为所述颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料的l_90wt%。
5.按权利要求4所述的颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料的制备方法，其特征在于，所述 ZnO量子点的粒径为2-6nm。
6.按权利要求4所述的颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料的制备方法，其特征在于，所述 颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料在可见光区发光，其折射率在1. 47-1. 95之间。
7.—种权利要求1所述的颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料的用途，其特征在于该颗粒状 ZnCVSiO2发光复合材料用于制备光电器件所用的透明复合材料。
8.按权利要求7所述的颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料的用途，其特征在于，所述透明 复合材料由折射率可调的颗粒状ZnCVSiO2发光复合材料与高分子材料复 配而成。
全文摘要
一种折射率可调的颗粒状ZnO/SiO2发光复合材料，其由SiO2和均匀分散于SiO2的ZnO量子点组成；ZnO量子点含量为ZnO/SiO2发光复合材料的1-90wt％。其制备如下先制备无色透明的含ZnO量子点颗粒的乙醇溶液；再将正硅酸乙酯在搅拌情况下加至含ZnO量子点颗粒的乙醇溶液中，磁力搅拌3～8小时；然后加入氨水，在磁力搅拌条件下反应16-28小时，再用乙醇进行离心清洗得到白色沉淀；将白色沉淀在空气中进行干燥，再在300～600℃煅烧0.5～2小时，得到颗粒状ZnO/SiO2发光复合材料；该颗粒状ZnO/SiO2发光复合材料在可见光区的发光，且折射率1.47-1.95之间可调。
文档编号C08L83/00GK101942300SQ200910089219
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者付绍云, 杨洋 申请人:中国科学院理化技术研究所