专利名称：一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法
技术领域：
本发明涉及一种发光材料，具体讲涉及一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面 修饰方法。
技术背景纳米发光材料在形态和性质上的特点使其在应用上具有优势，如能够显著改善阴 极射线管涂屏的均匀性，有助于提高涂屏质量和显示的清晰度；可以和纳米电子器件 相匹配等。但是纳米发光材料粒子表面存在的大量表面态大多对发光起猝灭作用，导 致纳米材料的发光效率极低，严重阻碍了纳米发光材料的实用化进程，因此实现对纳 米发光材料粒子表面态的控制是提高纳米材料发光效率的关键。已有的铜离子掺杂的 硫化锌材料作为绿色发光材料，在显示领域有着广泛的应用，但纳米化后，由于表面 态的猝灭作用，发光效率很低，如何控制表面态，提高发光强度成为急待解决的课题。 发明内容本发明的目的是提供一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法，能降 低铜离子掺杂的硫化锌纳米材料粒子的表面态对发光的猝灭作用，以改善铜离子掺杂 的硫化锌纳米材料的发光强度。一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法，其特征在于首先称取铜离子 掺杂的硫化锌纳米粒子样品，加入去离子水中，超声分散l-3h，然后用碱调节pH值， 在搅拌下滴加硅酸乙酯，滴加完成后，继续搅拌20-40min;由硅酸乙酯水解生成的二 氧化硅以铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子为晶核在其表面上生长，开始实现二氧化硅对 铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子表面的修饰；然后以4000-6000rpm的转速离心，得到 沉淀物，并用去离子水和无水乙醇分别洗涤3-5次，以除去未反应的物质和副产品； 最后在60-8(TC下真空千燥2-5h，即得到二氧化硅修饰的铜离子掺杂的硫化锌纳米材 料。本发明的优点在于铜离子掺杂的硫化锌纳米材料经表面修饰减少了表面态，减少 了发光的无辐射跃迁渠道，发光强度可以达到修饰前的1.82 — 5.72倍。
具体实施方式
操作时，首先称取铜离子掺杂浓度为0. 1-2. 5mol%、粒径尺寸为1-80nm的铜离子 掺杂的硫化锌纳米粒子样品，加入到去离子水中，控制铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子 在水中的浓度为0.005 — 0. 05 mol/L，超声分散1-3h，然后用碱调节pH为9.5—10.5，在搅拌下以10-30秒/滴的速度滴加硅酸乙酯，硅酸乙酯与铜离子掺杂的ZnS纳米粒 子的摩尔比控制在2-12:1，滴加完成后，继续搅拌20-40min。由TEOS水解生成的二 氧化硅以ZnS:Cu纳米粒子为晶核在其表面进行生长，开始实现Si02对ZnS:Cu纳米粒 子表面的修饰。然后以4000-6000rpm的转速离心，得到沉淀物，并用去离子水和无 水乙醇分别洗涤3-5次，以除去未反应的物质和副产品。最后在60-80。C下真空干燥 2-5h，即得到二氧化硅修饰的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料。 实施例1首先称取铜离子掺杂浓度为0. 2mol%、粒径尺寸为4. 6nm的铜离子掺杂的ZnS纳 米粒子样品，加入到去离子水中，控制铜离子掺杂的ZnS纳米粒子在水中的浓度为0.01 mol/L，超声分散2h，然后用氨水调节pH为10，在搅拌下以20秒/滴的速度逐滴滴 加硅酸乙酯，硅酸乙酯与铜离子掺杂的ZnS纳米粒子的摩尔比控制在4.5:l，滴加完 成后，继续搅拌30min。然后以5000rpm的转速离心，得到沉淀物，并用去离子水和 无水乙醇分别洗涤3次，以除去未反应的物质和副产品。最后在8(TC下真空干燥3h， 得到的Si02修饰的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料，其位于530-550nm的发光增强为表 面修饰前的2.85倍。在同样条件下，只改变硅酸乙酯与铜离子掺杂的ZnS纳米粒子的摩尔比为6. 75:1 和9.0:1，得到的Si02修饰的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料，其位于530-550rim的发 光增强为表面修饰前的5.72和3.96倍。可见，硅酸乙酯与铜离子掺杂的ZnS纳米粒 子的摩尔比并不是越大越好。实施例2按照实施例1的条件，仅改变硅酸乙酯的滴加速度为10秒/滴，得到的Si02修饰 的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料，其位于530-550nm的发光增强为表面修饰前的1. 92 倍。实施例3按照实施例1的条件，仅改变pH为9. 5,得到的Si02修饰的铜离子掺杂的硫化锌 纳米材料，其位于530-550nm的发光增强为表面修饰前的2. 43倍。
权利要求
1.一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法，其特征在于首先称取铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子样品，加入去离子水中，超声分散1-3h，然后用碱调节pH值，在搅拌下滴加硅酸乙酯，滴加完成后，继续搅拌20-40min；由硅酸乙酯水解生成的二氧化硅以铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子为晶核在其表面上生长，开始实现二氧化硅对铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子表面的修饰；然后以4000-6000rpm的转速离心，得到沉淀物，并用去离子水和无水乙醇分别洗涤3-5次，以除去未反应的物质和副产品；最后在60-80℃下真空干燥2-5h，即得到二氧化硅修饰的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料。
2. 根据权利要求l所述的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法，其 特征在于所述的铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子在去离子水中的浓度为0. 005 — 0.05 mol/L。
3. 根据权利要求1所述的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法，其 特征在于所述的pH值范围为9.5—10.5。
4 根据权利要求1所述的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法，其 特征在于所述的滴加硅酸乙酯的速度为10-30秒/滴。
5. 根据权利要求1所述的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法，其 特征在于所述的硅酸乙酯与铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子的摩尔比为2-12:1。
全文摘要
一种铜离子掺杂的硫化锌纳米材料的表面修饰方法，其特征在于称取铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子样品，加入去离子水中，超声分散，调节pH值，在搅拌下滴加硅酸乙酯，滴加完成后，继续搅拌；由硅酸乙酯水解生成的二氧化硅以铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子为晶核在其表面上生长，开始实现二氧化硅对铜离子掺杂的硫化锌纳米粒子表面的修饰；然后离心，得到沉淀物，用去离子水和无水乙醇洗涤，除去未反应的物质和副产品；最后真空干燥，即得到二氧化硅修饰的铜离子掺杂的硫化锌纳米材料。本发明的优点在于铜离子掺杂的硫化锌纳米材料经表面修饰减少了表面态，减少了发光的无辐射跃迁渠道，发光强度可以达到修饰前的1.82-5.72倍。
文档编号C09K11/02GK101402856SQ20081015960
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月1日 优先权日2008年11月1日
发明者孙远光, 曹立新, 伟 柳, 革 苏 申请人:中国海洋大学