一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法

本发明属于半导体材料领域，具体涉及一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法。

背景技术：

1、硅包覆是提高钙钛矿纳米晶水、氧气、光、热稳定性有效的手段。而且，硅是一种透明的材料,对钙钛矿纳米晶的光学性能没有任何影响，硅包覆能极大地提升钙钛矿纳米晶的稳定性。传统硅包覆方法都以原硅酸四乙酯(teos)作为硅的前驱体在强碱的环境下缓慢水解得到,进一步加速钙钛矿纳米晶分解，从而降低其稳定性。例如，科研人员将预制备的钙钛矿纳米晶与介孔硅在非极性溶剂中搅拌，纯化后即可得到介孔硅包覆的复合物，其具有优异的热稳定性(angew.chem.int.ed.,2016,55:7924-7929)。也有科研人员将钙钛矿纳米晶的前驱液灌入大小不同的硅孔道中，并真空热引发结晶得到硅包覆的钙钛矿纳米晶复合物(j.am.chem.soc.,2016,138:13874-13881)。研究表明，介孔硅不仅能够有效提升钙钛矿纳米晶的稳定性，而且可以通过模版的大小调控所制备钙钛矿纳米晶的粒径,进而通过量子限域效应调控荧光颜色。但是，无机硅材料与钙钛矿材料的兼容性不好，且其会对复合材料的光学以及电学特性产生不利的影响。

2、专利公开号cn 107603614 a公开了一种金属卤化物钙钛矿量子点的制备方法，通过合成过程中氟试剂水解后产生羟基，在羟基和氟碳链共同作用下，在量子点表面自组装和紧密包覆，得到在水中单颗粒分散的稳定的cspbbr3钙钛矿量子点。通过表面包覆的方式增强水分散稳定性。

3、有机硅以其独特的有机-无机杂化结构，兼具耐高低温、耐氧化稳定性、耐候性、憎水以及生理惰性等优异特性可以被用来从分子水平上修饰钙钛矿纳米晶，并极大提高钙钛矿尤其是钙钛矿量子点(qds)材料的水稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的制备方法，先通过中间体在温和条件下快速合成了一种高纯度的树枝状3-氨丙基三甲氧基硅烷，进一步利用其修饰cs3bi2br9 qds以提高其水稳定性，并用于荧光防伪材料。

2、本发明通过以下技术方案来实现。一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法，

3、步骤1：以cu2o为催化剂，将氯丙基三甲氧基硅烷、乙二醇、液氨共混，并反应，再经过多次旋蒸纯化后分离得到3-氨丙基三甲氧基硅烷；

4、步骤2：制备cs3bi2br9 qds前驱液；

5、步骤3：取cs3bi2br9 qds前驱液和3-氨丙基三甲氧基硅烷分别逐滴滴加到油酸和无水乙醇的混合溶液中，加热并剧烈搅拌得到胶体溶液；待胶体溶液冷却到室温后，离心，滤去底部的沉淀，得到基于3-氨丙基三甲氧基硅烷原位修饰的cs3bi2br9 qds胶体溶液。

6、进一步地，所述3-氨丙基三甲氧基硅烷与cs3bi2br9 qds前驱液的质量分数为1％-20％。

7、进一步地，所述混合溶液是0.5ml油酸和5ml无水乙醇的混合溶液。

8、进一步地，步骤1中，将氯丙基三甲氧基硅烷、乙二醇、液氨共混在60-80℃下反应。

9、进一步地，步骤2中，将0.0897g溴化铋与0.0638g溴化铯混合溶于1毫升辛胺在室温条件下连续搅拌2h，然后将其逐滴滴加到装有50ml二甲亚砜的圆底烧瓶中40-50℃下反应0.5h即可得到cs3bi2br9 qds前驱液。

10、进一步地，步骤3中，先在加入0.5ml油酸和5ml无水乙醇的混合溶液中逐滴滴加一定量的3-氨丙基三甲氧基硅烷，持续搅拌，然后再逐滴滴加0.5gcs3bi2br9 qds前驱液，并不断搅拌；在60℃下剧烈搅拌20min得到胶体溶液。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过氯丙基三甲氧基硅烷和乙二醇制备得到了树枝状的3-氨丙基三甲氧基硅烷，用乙二醇为原料，使得所得-氨丙基三甲氧基硅烷的表面性质改变，提供了制备胶体溶液时的相溶性，树枝状3-氨丙基三甲氧基硅烷分子能在cs3bi2br9 qds胶体形成过程中原位对其进行修饰，有效降低周围环境水分子对cs3bi2br9qds的破坏，有望用于稳定荧光防伪材料并取得如期效果。

技术特征：

1.一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法，其特征在于，步骤如下：

2.一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法，其特征在于，所述3-氨丙基三甲氧基硅烷与cs3bi2br9 qds前驱液的质量分数为1％-20％。

3.根据权利要求1所述的一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法，其特征在于，所述混合溶液是0.5ml油酸和5ml无水乙醇的混合溶液。

4.根据权利要求1所述的一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法，其特征在于，步骤1中，将氯丙基三甲氧基硅烷、乙二醇、液氨共混在60-80℃下反应。

5.根据权利要求1所述的一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法，其特征在于，步骤2中，将0.0897g溴化铋与0.0638g溴化铯混合溶于1毫升辛胺在室温条件下连续搅拌2h，然后将其逐滴滴加到装有50ml二甲亚砜的圆底烧瓶中40-50℃下反应0.5h即可得到cs3bi2br9 qds前驱液。

6.根据权利要求1所述的一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法，其特征在于，步骤3中，先在加入0.5ml油酸和5ml无水乙醇的混合溶液中逐滴滴加一定量的3-氨丙基三甲氧基硅烷，持续搅拌，然后再逐滴滴加0.5g cs3bi2br9 qds前驱液，并不断搅拌；在60℃下剧烈搅拌20min得到胶体溶液。

技术总结
本发明公开了一种树枝状有机硅分子提高铯铋溴体系量子点水稳定性的方法，以Cu<subgt;2</subgt;O为催化剂，将氯丙基三甲氧基硅烷、乙二醇、液氨共混，并反应，再经过多次旋蒸纯化后分离得到3‑氨丙基三甲氧基硅烷；取Cs<subgt;3</subgt;Bi<subgt;2</subgt;Br<subgt;9</subgt;QDs前驱液和3‑氨丙基三甲氧基硅烷分别逐滴滴加到油酸和无水乙醇的混合溶液中，加热并剧烈搅拌得到胶体溶液；待胶体溶液冷却到室温后，离心，滤去底部的沉淀，得到基于3‑氨丙基三甲氧基硅烷原位修饰的Cs<subgt;3</subgt;Bi<subgt;2</subgt;Br<subgt;9</subgt;QDs胶体溶液。本发明通过中间体在温和条件下快速合成了一种高纯度的树枝状3‑氨丙基三甲氧基硅烷，进一步利用其修饰Cs<subgt;3</subgt;Bi<subgt;2</subgt;Br<subgt;9</subgt;QDs以提高其水稳定性。

技术研发人员：韩飞,邹俊华,范敏,谢运生,王玲玲
受保护的技术使用者：江西省科学院能源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4