量子点分散体系的制作方法

文档序号:15574005发布日期:2018-09-29 05:08阅读:776来源:国知局

本申请属于量子点技术领域,特别涉及一种量子点分散体系。



背景技术:

量子点又称为半导体纳米晶,其发射光谱的半峰宽非常窄,因此在电致发光领域、光致发光领域以及生物标记等领域具有非常广泛的用途。

通常通过在量子点的表面上包覆保护层(例如氢氧化铝)来形成量子点复合物,由此可以提高量子点的稳定性。然而,包覆了氢氧化铝的量子点不溶于常用的有机溶剂,例如甲苯、液态烷烃等,这导致难以良好地使用这种量子点。



技术实现要素:

针对上述技术问题,本申请提供一种量子点分散体系。在本申请的量子点分散体系中,量子点不但具有保护层,而且在保护层上还连接有与非极性有机溶剂亲和的基团,如此量子点不但具有良好的稳定性,而且能溶于常见的非极性有机溶剂,从而可以良好地使用这种量子点。

根据本申请的量子点分散体系包括:非极性有机溶剂,和分散在非极性有机溶剂中的量子点。量子点包括本体、形成在本体外表面上的保护层、连接在保护层上的第一配体。第一配体具有与保护层相连的第一基团和与非极性有机溶剂亲和的第二基团。

保护层能对量子点起到保护作用,而第一配体具有与非极性有机溶剂亲和的第二基团,这样量子点不但具有良好的稳定性,而且能溶于常见的非极性有机溶剂,从而可以良好地使用这种量子点。

在一个实施例中,保护层为氢氧化铝。在另一个实施例中,第一基团为羧基或氨基。发明人意外发现,羧基或氨基与氢氧化铝之间能快速形成稳定的连接,而且形成这种连接无需加热、特殊的催化剂、极端的酸碱性,这使得甚至将含有羧基或氨基的配体直接加入到含有量子点的分散系中,配体就能够快速自动连接到量子点上,这极大地简化了实验操作。

在一个实施例中,第二基团为c6-c22的脂肪族烃基。

在一个优选的实施例中,脂肪族烃基上还具有取代基团,取代基团为取代或不取代的c4-c22的脂环族烃基,和/或取代或不取代的c6-c22的芳香族烃基。

在本申请中,术语“取代(的)”指的是其中其氢原子的至少一个被选自如下的取代基代替的化合物、基团或部分:c1-c30烷基、c2-c30炔基、c6-c30芳基、c7-c30烷芳基、c1-c30烷氧基、c1-c30杂烷基、c3-c30杂烷芳基、c3-c30环烷基、c3-c15环烯基、c6-c30环炔基、c2-c30杂环烷基、卤素(-f、-cl、-br、或-i)、醛基(-c(=o)h)、氨基甲酰基(-c(o)nh2)、酯基团(-c(=o)or,其中r为c1-c6烷基或者c6-c12芳基),以及其组合。

术语“取代(的)”还可以指其中其氢原子的至少一个被选自如下的取代基代替的化合物、基团或部分:羟基(-oh)、氨基(-nrr',其中r和r'独立地为氢或c1-c6烷基)、硫醇基团(-sh)、羧酸基团(-cooh)或其盐(-c(=o)om,其中m为有机或无机阳离子)、磺酸基团(-so3h)或其盐(-so3m,其中m为有机或无机阳离子)、磷酸基团(-po3h2)或其盐(-po3mh或-po3m2,其中m为有机或无机阳离子)、及其组合。

本领域的技术人员熟知这些取代基的取代方式、取代基的数量,以确保第二基团与非极性有机溶剂的亲和性。

在一个更优选的实施例中,第一配体为油酸或油胺。

在一个实施中,非极性有机溶剂为甲苯或液态烷烃。

在个实施例中,以质量计,量子点的含量为1.2%-3.6%、第一配体的含量为2%-4%,余量为所述非极性有机溶剂。通常认为,第一配体的量越多,越有利于量子点在非极性溶剂中的溶解。然而,发明人意外发现,本申请的方案中,第一配体在量子点分散体系中的含量与量子点在分散体系中的溶解性并不是线性关系。当以质量计,量子点的含量为1.2%-3.6%,第一配体的含量小于2%时,会有部分量子点不能溶解;而当第一配体的含量大于4%时,又会有部分量子点析出。而当以质量计,量子点的含量为1.2%-3.6%、第一配体的含量为2%-4%,余量为所述非极性有机溶剂时,量子点能稳定地溶解在非极性溶剂中,从而形成稳定的量子点分散体系。

在一个实施例中,本体的表面还连接有第二配体,保护层覆盖了第二配体。在一个实施例中,第二配体为油酸、油胺、硫醇、三辛基氧膦、三辛基膦中的一种或多种。对于已合成的量子点而言,通常其表面连接有配体(等同于本申请中的第二配体),以使得量子点能够稳定地分散或溶解在溶剂中。在本申请的方案中,即使存在第二配体,也不会不良地影响保护层和第一配体,由此极大地简化了本申请的量子点分散体系的制备。

与现有技术相比,本申请的优点在于:量子点的保护层能对量子点起到保护作用,而第一配体具有与非极性有机溶剂亲和的第二基团,这样量子点不但具有良好的稳定性,而且能溶于常见的非极性有机溶剂,从而可以良好地使用这种量子点。

附图说明

图1a是实施例1的样品的tem照片;

图1b是实施例1的量子点在溶解前和溶解后的发射光谱;

图2a是实施例2的样品的tem照片;

图2b是实施例2的量子点在溶解前和溶解后的发射光谱;

图3a是实施例3的样品的tem照片;

图3b是实施例3的量子点在溶解前和溶解后的发射光谱;

图4a是实施例3的样品的tem照片;以及

图4b是实施例4的量子点在溶解前和溶解后的发射光谱。

在附图中相同的部件使用了相同的附图标记。附图仅示意性地显示了本申请的实施方案。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式,对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部实施方式。

实施例1:

选取120mg量子点复合物cdse/al(oh)3,即,本体为cdse,保护层为al(oh)3。第二配体为油酸。非极性有机溶剂为甲苯,体积5ml。将量子点复合物和甲苯混合,形成第一混合体系。此时,量子点复合物在甲苯中以沉淀物形式存在。

向第一混合体系中加入200μl油酸,简单震荡后,量子点复合物溶解形成稳定的量子点分散体系。对量子点分散体系中的量子点拍摄了tem照片,如图1a。在图1a中,深色部分11为量子点的本体,浅色部分12为保护层al(oh)3。

还使用荧光光谱仪测试了量子点复合物在溶解前和溶解后的发射光谱(即,pl),如图1b。在图1b中,曲线13是量子点复合物在溶解之前的发射光谱,曲线14是量子点复合物在溶解之后的发射光谱。从图1b可得知,在量子点复合物在溶解前和溶解后,发射光谱几乎没有变化,从而有助于量子点的使用。

实施例2:

选取72mg量子点复合物inp/al(oh)3,即,本体为inp,保护层为al(oh)3。第二配体为正十二硫醇。非极性有机溶剂为正辛烷,体积6ml。将量子点复合物和正辛烷混合,形成第一混合体系。此时,量子点复合物在正辛烷中以沉淀物形式存在。

向第一混合体系中加入120μl油酸,简单震荡后,量子点复合物溶解形成稳定的量子点分散体系。对量子点分散体系中的量子点拍摄了tem照片,如图2a。在图2a中,深色部分21为量子点的本体,浅色部分22为保护层al(oh)3。

还使用荧光光谱仪测试了量子点复合物在溶解前和溶解后的发射光谱(即,pl),如图2b。在图2b中,曲线23是量子点复合物在溶解之前的发射光谱,曲线24是量子点复合物在溶解之后的发射光谱。从图2b可得知,在量子点复合物在溶解前和溶解后,发射光谱几乎没有变化,从而有助于量子点的使用。

实施例3:

选取48mg量子点复合物cds/al(oh)3,即,本体为cds,保护层为al(oh)3。第二配体为油胺。非极性有机溶剂为氯仿,体积4ml。将量子点复合物和氯仿混合,形成第一混合体系。此时,量子点复合物在氯仿中以沉淀物形式存在。

向第一混合体系中加入80μl油胺,简单震荡后,量子点复合物溶解形成稳定的量子点分散体系。对量子点分散体系中的量子点拍摄了tem照片,如图3a。在图3a中,深色部分31为量子点的本体,浅色部分32为保护层al(oh)3。

还使用荧光光谱仪测试了量子点复合物在溶解前和溶解后的发射光谱(即,pl),如图3b。在图3b中,曲线33是量子点复合物在溶解之前的发射光谱,曲线34是量子点复合物在溶解之后的发射光谱。从图3b可得知,在量子点复合物在溶解前和溶解后,发射光谱几乎没有变化,从而有助于量子点的使用。

实施例4:

选取144mg量子点复合物znse/al(oh)3,即,本体为znse,保护层为al(oh)3。第二配体为三辛基氧磷。非极性有机溶剂为正庚烷,体积4ml。将量子点复合物和正庚烷混合,形成第一混合体系。此时,量子点复合物在正庚烷中以沉淀物形式存在。

向第一混合体系中加入160μl油胺,简单震荡后,量子点复合物溶解形成稳定的量子点分散体系。对量子点分散体系中的量子点拍摄了tem照片,如图4a。在图4a中,深色部分41为量子点的本体,浅色部分42为保护层al(oh)3。

还使用荧光光谱仪测试了量子点复合物在溶解前和溶解后的发射光谱(即,pl),如图4b。在图4b中,曲线43是量子点复合物在溶解之前的发射光谱,曲线44是量子点复合物在溶解之后的发射光谱。从图4b可得知,在量子点复合物在溶解前和溶解后,发射光谱几乎没有变化,从而有助于量子点的使用。

尽管发明人已经对本申请的技术方案做了较详细的阐述和列举,应当理解,对于本领域技术人员来说,对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的,都不能脱离本申请精神的实质,本申请中出现的术语用于对本申请技术方案的阐述和理解,并不能构成对本申请的限制。

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