一种可见光区连续调节发射波长的高稳定性复合发光材料及其制备方法与流程

本发明属于荧光材料技术领域，特别涉及一种可见光区连续调节发射波长的高稳定性复合发光材料及其制备方法。

背景技术：

钙钛矿量子点，因具有良好的光学性能，近几年得到材料科学领域的研究人员的广泛关注。无机钙钛矿量子点具有极窄的发光光谱带，较高的发光量子产率，研究人员通过改变无机钙钛矿量子点中的卤素原子合成出了不同颜色的荧光量子点(maksymv.kovalenko，loredanaprotesescu，nano.lett.2015,15,3692-3696；haibozeng,xiaomingli,adv.funct.mater.2016,26,2435-2445)。诸多优势使得无机钙钛矿量子点成为一种在显示领域极具应用潜质的发光材料。

钙钛矿材料也有其自身的缺陷。现有技术合成的钙钛矿量子点紫外光照和热稳定性较差，通常在紫外光下照射1小时或者温度高于40℃就会发生明显的不可逆性结构变化，并且很容易在极性溶剂(水，乙醇等)中分解，从而失去其原有的结构和光学性能。因此而发展起来了一系列通过包覆稳定性较高的材料(二氧化硅，二氧化钛等)提高钙钛矿量子点稳定性的方法。但是，这些方法一旦实现了稳定包覆，就同时阻止了钙钛矿量子点的阴离子交换，从而无法实现钙钛矿量子点发射光在可见光区的可控调节。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可见光区连续调节发射波长的高稳定性复合发光材料及其制备方法，所述材料既能够实现通过量子点自身之间的阴离子交换对量子点发射光的精确调控，又实现量子点与高分子材料的有效复合提高其稳定性，可作为均一稳定用于喷墨打印的有机墨水。本发明通过将预聚合的苯乙烯与不同种类的钙钛矿量子点在室温下混合，形成均一稳定适用于墨打印的有机墨水，并且在预聚合的苯乙烯体系中完成不同钙钛矿量子点之间的阴离子交换，实现发射波长在可见光区的精确调控，通过喷墨打印技术形成图案后在室温条件下固化，实现聚合物对发光量子点的包覆。

一种可见光区连续调节发射波长的高稳定性复合发光材料，其特征在于，在预聚合的苯乙烯体系中钙钛矿量子点之间完成阴离子交换，固化后聚合物包覆发光量子点。

进一步的，所述可见光区连续调节发射波长的高稳定性复合发光材料包括发红、绿、蓝三种颜色光的量子点中的至少一种。

进一步的，所述钙钛矿量子点包括cspbcl1.5br1.5、cspbbr3和cspbi3中的至少一种。

进一步的，通过控制不同颜色钙钛矿量子点的比例，在区间460-690nm内调节所述可见光区连续调节发射波长的高稳定性复合发光材料的单一发射峰位置。

进一步的，所述材料的预混合和固化均是在室温条件下完成的。

一种可见光区连续调节发射波长的高稳定性复合发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将不同钙钛矿量子点0.06-0.1mmol分别均匀分散在3-5ml三氯甲烷中得到量子点溶液；

2)取10-15g苯乙烯单体、100-150mg二乙烯基苯，加入100-150mg纯化后的偶氮二异丁腈，超声使其充分溶解，70-75℃加热30-35分钟后自然冷却至室温，得到预聚合的苯乙烯；

3)取1-2ml步骤2)中得到的预聚合的苯乙烯，加入1-2ml步骤1)中得到的至少一种量子点溶液，充分混合均匀后得到可见光区连续调节发射波长的高稳定性复合发光材料。

进一步的，所述钙钛矿量子点包括cspbcl1.5br1.5、cspbbr3和cspbi3中的至少一种。

进一步的，所述钙钛矿量子点是热注射法合成的。

进一步的，所述可见光区连续调节发射波长的高稳定性复合发光材料通过喷墨打印方式打印，固化后得到发光性能稳定的彩色图案。

本发明的有益效果：

本发明通过将预聚合的苯乙烯与不同种类的钙钛矿量子点在室温下混合，形成均一稳定用于喷墨打印的有机墨水，并且在预聚合的苯乙烯体系中完成不同钙钛矿量子点之间的离子交换，实现发射波长在可见光区的精确调控，通过喷墨打印技术形成图案后在室温条件下固化，实现聚合物对发光量子点的包覆。本发明得到的聚合物发光墨水材料具有良好的发光性能，发光颜色可调，喷墨打印形成的图案具有优异的光照以及水中稳定性。该方法具有操作简单，材料发射波长容易调节，成本低廉，便于应用等特点。这在荧光材料制备与应用技术领域具有重要的意义。

附图说明

图1是实施例1制得的钙钛矿-高分子复合绿色荧光墨水打印图案紫外灯下照片。

图2是实施例2制得的钙钛矿-高分子复合橙色荧光墨水打印图案紫外灯下照片。

图3是实施例2制得的钙钛矿-高分子复合荧光墨水的发射光谱。

图4是实施例3制得的钙钛矿-高分子复合荧光墨水的发射光谱。

图5是实施例3喷墨打印得到图案的水中稳定性曲线图。

图6是实施例3喷墨打印得到图案的紫外光照稳定性曲线图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步的说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但是本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

1)将热注射法合成的cspbbr3钙钛矿量子点均匀分散在3ml三氯甲烷中得到量子点溶液，其中量子点的含量为0.06mmol。

2)取10g苯乙烯单体、100mg二乙烯基苯，加入100mg纯化后的偶氮二异丁腈，超声使其充分溶解，70℃加热30分钟后自然冷却至室温，即得到预聚合的苯乙烯。

3)取1ml2中得到的预聚合的苯乙烯，加入1ml1中得到的cspbcl1.5br1.5量子点溶液，充分混合均匀后，即得到发绿色荧光的墨水，运用喷墨打印技术打印，室温下固化即可得到发光性能稳定的绿色图案。

实施例2

1)将热注射法合成的cspbcl1.5br1.5和cspbbr3钙钛矿量子点分别均匀分散在5ml三氯甲烷中得到量子点溶液，其中量子点的含量为均为0.1mmol。

2)取15g苯乙烯单体、150mg二乙烯基苯，加入150mg纯化后的偶氮二异丁腈，超声使其充分溶解，70℃加热30分钟后自然冷却至室温，即得到预聚合的苯乙烯。

3)取1ml2中得到的预聚合的苯乙烯，加入共1ml1中得到的cspbcl1.5br1.5和cspbbr3钙钛矿量子点溶液，比例分别为1：9、5：5、9：1，充分混合均匀后，即可得到发光波长分别为465nm、495nm、515nm的荧光的墨水，运用喷墨打印技术打印，室温固化后即可得到发光性能稳定的相应颜色图案。

实施例3

1)将热注射法合成的cspbbr3和cspbi3钙钛矿量子点分别分散在3ml三氯甲烷中得到量子点溶液，其中量子点的含量为均为0.06mmol。

2)取10g苯乙烯单体、100mg二乙烯基苯，加入100mg纯化后的偶氮二异丁腈，超声使其充分溶解，75℃加热35分钟后自然冷却至室温，即得到预聚合的苯乙烯。

3)取1ml2中得到的预聚合的苯乙烯，加入共1ml1中得到的cspbbr3和cspbi3钙钛矿量子点溶液，比例分别为1：9、5：5、9：1，充分混合均匀后，即可得到发光波长分别为522nm、605nm、686nm的荧光的墨水，运用喷墨打印技术打印，室温固化即可得到发光性能稳定的相应颜色图案。

综上，本发明以热注射法合成的钙钛矿量子点为发光材料，苯乙烯为聚合物单体，通过预聚合再老化的方法将钙钛矿量子点在室温下包覆进聚合物中，并且在预聚合的苯乙烯体系中完成不同钙钛矿量子点之间的离子交换，制备发射波长在460-690nm范围内波长可调的荧光墨水，并实现该墨水喷墨打印的应用。该方法得到的聚合物发光墨水具有良好的发光性能，发光颜色可调，喷墨打印形成的图案具有优异的光照以及水中稳定性。该方法具有操作简单，墨水发射波长容易调节，发光稳定，成本低廉，便于应用等特点。

以上例子结合附图本发明的实施方式做了说明。尽管只对本发明的一些具体实施方式和技术要点做出了描述，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨前提下做出各种变化。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。