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一種量子點膜的制作方法

文檔序號:12269244閱讀:379來源:國知局

本發(fā)明涉及膜技術領域,更具體地,本發(fā)明涉及一種量子點膜。



背景技術:

藍光的真正名稱叫做High Energy Visible Lights,也就是高能可見光。光是一種電磁輻射,電磁輻射對人體的傷害可能性,是隨著能量,或者說頻率上升而加強的。比如能量高的、頻率高、波長短的宇宙射線對人體的傷害是最強的,頻率再低一級的紫外線也會對人體的眼睛造成傷害,并可能引起皮膚癌?!八{光”是指的可見光中最接近紫外線的部分,這些波長在400-500納米范圍內的光頻率比紫外線略低,是可見光中能量最高的部分,顏色則是藍色和紫色,因此就被俗稱為“藍光”。

能源、材料、信息科學是新技術革命的先導和支柱。作為特殊形態(tài)材料的薄膜,己經成為微電子、信息、傳感器、光學、太陽能利用等技術的基礎,并廣泛滲透到當代科技的各個領域,而且特殊功能、特殊作用的薄膜材料的開發(fā)本身就是高新技術的重要組成部分。在新材料發(fā)展最活躍的一些領域,如新材料的合成與制備,材料表面與界面的研究,低維材料和納米技術的開發(fā)、非晶態(tài)、準晶態(tài)的形成,材料的各向異性研究,亞穩(wěn)態(tài)材料的探索,晶體中雜質原子及微觀缺陷的行為與影響,離子束、光束與物質表面、交界面的相互作用,物質特異性能的開發(fā)等無一不和薄膜科學技術有關。20世紀70~80年代由于真空技術、薄膜材料與技術和表面物理相結合,促進了薄膜科學與技術的迅速發(fā)展,也推動了薄膜產品的開發(fā)與應用。

目前手機、iPad、電腦等日常所用的電器中均會向外輻射藍光,對于視網膜的損傷,市面上出現(xiàn)的抗藍光產品大多良莠不齊,人們越來越依賴于電子產品,使得亟待出現(xiàn)一種可以保護眼睛,防藍光的膜出現(xiàn),本發(fā)明就針對這樣的問題,提出了解決方案。



技術實現(xiàn)要素:

為了解決上述問題,本發(fā)明提供了一種量子點膜。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采取了以下技術方案:

一種量子點膜,其特征在于,從上至下依次包括:量子點層,二氧化釩層,二氧化硅層;

其中,所述二氧化釩層與量子點層的厚度比為1:(0.3~1.8)。

作為一種優(yōu)選的技術方案,所述二氧化釩層與量子點層的厚度比為1:(0.6~1.2)。

作為一種優(yōu)選的技術方案,所述二氧化釩層為鎢摻雜的二氧化釩層。

作為一種優(yōu)選的技術方案,所述鎢摻雜的二氧化釩的層中鎢的摻雜量為5wt%~8wt%。

作為一種優(yōu)選的技術方案,所述量子點層中量子點選自ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgTe、GaN、GaAs、InP、InAs中的一種或幾種。

作為一種優(yōu)選的技術方案,所述量子點粒徑范圍為4~10nm。

作為一種優(yōu)選的技術方案,所述量子點粒徑范圍為6~8nm。

作為一種優(yōu)選的技術方案,所述量子點的質量占所述量子點層質量的30%~36%。

作為一種優(yōu)選的技術方案,所述量子點的質量占所述量子點層質量的32%~34%。

另一方面,本發(fā)明提供一種含有量子點膜的手機用鋼化膜,包括上述量子點膜。

與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果:

本發(fā)明提供了一種量子點膜,所用二氧化釩層與量子點層復合的結構,同時二氧化釩層中摻雜金屬鎢后,有效的降低了二氧化釩的相變溫度,手機、iPad、電腦在工作的同時,產生一定的熱量,達到或鄰近二氧化釩的相轉變溫度,使得二氧化釩由半導體態(tài)向金屬態(tài)轉化后,二氧化釩層表面存在自由電子。這些自由電子與量子點導帶上的電子產生相互排斥作用,落入電子陷阱中的電子減少,在量子點膜形成壁壘,以非輻射的形式而猝滅的電子同樣減少,對于400-500納米范圍內藍光有反射作用。量子點的比表面積非常大,除了具有高表面活性之外,表面存在的大量懸鍵和缺陷將成為光生電子或空穴的有效俘獲中心。另一方面,大多數(shù)量子點薄膜能隙將有所增大,會出現(xiàn)吸收光譜的藍移與寬化現(xiàn)象。在光的照射下,本發(fā)明提供的量子點膜,對光源中400-500納米范圍內藍光起到強烈的吸收作用,薄膜的吸收譜上會出現(xiàn)激子吸收峰,并把額外能量以熱或光的形式再釋放出。采用本發(fā)明所提供的量子點膜具有對藍光的吸收和反射作用,使用該量子點膜可以對視網膜提供保護作用,對人們遠離藍光提供了一扇門。

再一方面,由于本發(fā)明提供的量子點膜,只在有光的時候和達到一定溫度的情況下才會起到作用,大大延長了使用時間,適于大工業(yè)生產。

具體實施方式

參選以下本發(fā)明的優(yōu)選實施方法的詳述以及包括的實施例可更容易地理解本發(fā)明的內容。除非另有限定,本文使用的所有技術以及科學術語具有與本發(fā)明所屬領域普通技術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時,以本說明書中的定義為準。

本技術領域技術人員可以理解,除非另外定義,這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發(fā)明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是,諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術的上下文中的意義一致的意義,并且除非像這里一樣定義,不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

一種量子點膜,從上至下依次包括:量子點層,二氧化釩層,二氧化硅層;

其中,所述二氧化釩層與量子點層的厚度比為1:(0.3~1.8)。

量子點層:

本發(fā)明的量子點層中主要原料為量子點。

術語量子點(Quantum Dot)又稱為半導體納米晶體(Semiconductor Nanocrystals),是一種半徑小于或接近于激子玻爾半徑的新型半導體納米材料,具有獨特的光、聲、電、磁、催化、化學活性等性質,主要是由Ⅱ-Ⅵ族(如MgS、CdSe、ZnTe、HgSe等)和Ⅲ-Ⅴ族(如GaAs、InGaAs、InP、InAs等)元素組成的均一或核/殼結構(如CdS/HgS/CdS等)納米顆粒。

量子尺寸效應:當體相材料尺寸縮小至可與激子半徑相比擬的時候,由于載流子運動受到空間的限制,能量發(fā)生量子化,其電子結構由連續(xù)的能帶變?yōu)榉至⒌哪芗?。通過控制量子點的形狀、結構和尺寸,就可以方便地調節(jié)其能隙寬度、激子束縛能的大小以及激子的能量藍移等電子狀態(tài)。隨著量子點尺寸的逐漸減小,量子點的光吸收譜出現(xiàn)藍移現(xiàn)象。尺寸越小,則譜藍移現(xiàn)象越顯著。

量子點優(yōu)選自ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgTe、GaN、GaAs、InP、InAs中的一種或幾種。進一步優(yōu)選為CdS/CdSe,ZnS/ZnSe。

所述量子點粒徑范圍優(yōu)選為4~10nm,進一步優(yōu)選為6~8nm。

本發(fā)明所述二氧化釩層與量子點層的厚度比優(yōu)選為1:(0.3~1.8);進一步優(yōu)選為1:(0.6~1.2)。

所述量子點的質量占所述量子點層質量優(yōu)選為30%~36%,進一步優(yōu)選為32%~34%。

量子點層的制備方法如下:

將ITO基片依次用氨水,水,乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中10~25min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6~7。先將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,量子點溶液中浸漬10~25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。形成所需的量子點層。

二氧化釩層:

本發(fā)明所述二氧化釩層主要原料為二氧化釩。

釩(V),原子序數(shù)是23,是3d族過渡金屬元素,具有多種的氧化物形態(tài),常見的有VO、VO2、V2O3和V2O5等幾種氧化物。其中二氧化釩(VO2),因其轉換溫度(-68℃)在室溫附近而引起了廣泛的注目。

當溫度達到68℃以上,二氧化釩晶體為四方金紅石結構,記為VO2(R),空間群類型為P42/mnm(14),當溫度低于68℃時,二氧化釩晶體為單斜結構,記為VO2(M),空間群類型為P21/C(14)。

當溫度低于340K時,二氧化釩呈現(xiàn)M相單斜結構,具有0.7eV的禁帶寬度,這對于微波、射頻、紅外以及可見光都具有很高的透過率;當溫度高于340K時,二氧化釩呈現(xiàn)R相結構,這時禁帶變成導帶,屬于金屬相,吸收和反射微波、射頻、紅外以及可見光波段的作用增強,透過率降低。二氧化釩在相變前后這種透過率降低的變化對于紅外波段特別明顯。

溫度的改變導致電子結構發(fā)生變化使其能夠吸收或反射不同類型射線性質的被稱為熱致變色,同理外加電場或者在一定波長的光輻照下造成的此類性質的改變分別被稱為電致變色和光致變色。二氧化釩薄膜發(fā)生相變時便具有電致、熱致和光致變色的性質。由于制備方法的不同以及薄膜厚度不同使得薄膜顏色變化有綠色、黃色、金褐色等等。

鎢摻雜二氧化釩:

本發(fā)明中摻雜金屬W可有效降低二氧化釩的相變溫度至25℃~35℃。

所述鎢摻雜的二氧化釩的層中鎢的摻雜量優(yōu)選為5wt%~8wt%,進一步優(yōu)選為6wt%。

鎢的摻雜量的計算是以二氧化釩層中二氧化釩的質量為計算標準。

鎢摻雜二氧化釩原料的制備:

合成步驟:將Na2WO4·2H2O溶解成鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌15-20分鐘,過濾,然后配置稀硝酸溶液,以此溶液洗滌沉淀,反應完畢分別用乙醇溶液、無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于烘箱中烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

化學反應原理為:

Na2WO4·2H2O+2HNO3→WO3·1.2H2O+2NaNO3+1.8H2O

將V2O5溶于濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為稀HCl溶液與濃度為的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液?;瘜W反應原理如下:

6NaOH+V2O5→2Na3VO4+3H2O

2Na3VO4+H2O2+10HCl(稀)→2VOCl2+6NaCl+6H2O+O2

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取適當量的所制白鎢酸。將溶液裝入100ml高壓反應釜中密封,一定溫度反應一段時間后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

二氧化釩層的制備方法:

以上述粉末為原材料,加熱使鍍涂量子點層ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,經過退火處理后得到量子點膜。

本實驗采用KSLI100X型燒結爐對薄膜進行空氣中退火。將退火完成后的量子點膜采用傳統(tǒng)鍍膜工藝,在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

本發(fā)明又一方面提供了一種包含量子點膜的手機用鋼化膜。

手機用鋼化膜的制備,參考現(xiàn)有技術中在鋼化膜的上表面采用熔融鍍膜的方式將制備得到的量子點膜與鋼化膜復合,實現(xiàn)將本發(fā)明提供的量子點膜應用在鋼化膜上。

目前,利用量子點薄膜作為對于光的吸收主要集中在紅外和紫外光區(qū)域,利用量子點薄膜吸收光譜的藍移與紅移特性,人們已制造出了各種各樣的紫外吸收薄膜和紅外反射薄膜,并在日常生產、生活中取得應用。但對于藍光的吸收和反射至今仍成為了現(xiàn)有技術的障礙,本發(fā)明提供的量子點膜包含量子點層和二氧化釩層的復合結構,在二氧化釩層中摻雜金屬鎢后,降低了二氧化釩的相變溫度,手機、iPad、電腦在工作的同時,產生一定的熱量,達到或鄰近二氧化釩的相轉變溫度,使得二氧化釩由半導體態(tài)向金屬態(tài)轉化后,二氧化釩層表面存在自由電子。些自由電子與量子點導帶上的電子產生相互排斥作用,落入電子陷阱中的電子減少,在量子點膜形成壁壘,以非輻射的形式而猝滅的電子同樣減少,對于400-500納米范圍內藍光有反射作用。

另一方面,在光的照射下,大多數(shù)量子點薄膜能隙將有所增大,會出現(xiàn)吸收光譜的藍移與寬化現(xiàn)象。量子點的比表面積非常大,除了具有高表面活性之外,表面存在的大量懸鍵和缺陷將成為光生電子或空穴的有效俘獲中心。本發(fā)明提供的量子點膜,對光源中400-500納米范圍內藍光的能量起到強烈的吸收作用,薄膜的吸收譜上會出現(xiàn)激子吸收峰,并把額外能量以熱或光的形式再釋放出。采用本發(fā)明所提供的量子點膜具有對藍光的吸收和反射作用,使用該量子點膜可以對視網膜提供保護作用,對人們的身體健康大有裨益。

由于本發(fā)明提供的量子點膜是二氧化釩在一定溫度下具有金屬特性之后才能具有阻隔藍光的作用,由此可以延長薄膜的使用壽命,并適于大工業(yè)生產,節(jié)約生產成本,降低損耗。

下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

本發(fā)明所述的原料沒有特殊說明均為市售。

實施例1

部分實驗試劑:PDDA(陽離子聚電解質聚二烯丙基二甲基氯化銨,35%,Mw<100000Aldrich);

PSS(陰離子聚電解質聚苯乙烯磺酸鈉,30%,Mw≈70000,Aldrich);

實驗用水為高純水。

儀器:KQ218型超聲波清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司);

P-2500熒光分光光度計(日本Hitachi公司);

DELTA 320型pH計(瑞士Mettler Toledo公司);

RST電化學工作站(蘇州瑞思特儀器有限公司)。

氧化銦錫(ITO)透明導電玻璃(1.1mm厚,電阻為100Ω)(康達克光電科技有限公司)。

A.量子點層

將ITO基片(采用規(guī)格為1.1mm、垂直度≤0.1%)依次用100ml氨水,100ml水,100ml乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中15min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6。先將表面處理后帶負電的ITO依次在100ml PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,CdSe/CdS量子點(粒徑為5nm)溶液中浸漬25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。量子點的質量占所述量子點層質量的35%。形成所需的量子點膜,控制量子點層的厚度為12nm。

B.二氧化釩層

鎢摻雜二氧化釩原料的制備。

合成步驟:將10g Na2WO4·2H2O溶解成60mL鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至100mL濃度為1mo1·L-1的硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌20分鐘,過濾,然后配置150mL稀硝酸溶液(含0.2mL濃硝酸),以此溶液洗滌沉淀,完畢分別用50mL乙醇溶液、12mL無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于100℃烘箱中經4.0h左右烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

將18V2O5溶于35ml濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為10.12%稀HCl溶液與濃度為10%的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液。

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取使鎢的摻雜量為5wt%的所制白鎢酸。將溶液裝入100mL高壓反應釜中密封,50℃反應2h后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

以上述粉末為原材料,加熱使鍍涂量子點層ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,經過退火處理后得到量子點膜,二氧化釩層的厚度為10nm。

本實驗采用KSLI100X型燒結爐對薄膜進行空氣中退火。

退火完成后的量子點膜采用傳統(tǒng)鍍膜工藝,在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜。

實施例2

采用如實施例1所示的溶劑和儀器

A.量子點層

將ITO基片(采用規(guī)格為1.1mm、垂直度≤0.1%)依次用100ml氨水,100ml水,100ml乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中15min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6。先將表面處理后帶負電的ITO依次在100ml PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,InP量子點(粒徑為4nm)溶液中浸漬25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。量子點的質量占所述量子點層質量的30%。形成所需的量子點膜,控制量子點層的厚度為18nm。

B.二氧化釩層

鎢摻雜二氧化釩原料的制備。

合成步驟:將10g Na2WO4·2H2O溶解成60mL鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至100mL濃度為1mo1·L-1的硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌20分鐘,過濾,然后配置150mL稀硝酸溶液(含0.2mL濃硝酸),以此溶液洗滌沉淀,完畢分別用50mL乙醇溶液、12mL無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于100℃烘箱中經4.0h左右烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

將18V2O5溶于35ml濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為10.12%稀HCl溶液與濃度為10%的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液。

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取使鎢的摻雜量為6wt%的所制白鎢酸。將溶液裝入100mL高壓反應釜中密封,50℃反應2h后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

以上述粉末為原材料,加熱使鍍涂量子點層ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,經過退火處理后得到量子點膜,二氧化釩層的厚度為10nm。

本實驗采用KSLI100X型燒結爐對薄膜進行空氣中退火。

退火完成后的量子點膜采用傳統(tǒng)鍍膜工藝,在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜。

實施例3

采用如實施例1所示的溶劑和儀器

A.量子點層

將ITO基片(采用規(guī)格為1.1mm、垂直度≤0.1%)依次用100ml氨水,100ml水,100ml乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中15min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6。先將表面處理后帶負電的ITO依次在100ml PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,ZnS/ZnSe量子點(粒徑為6nm)溶液中浸漬25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。量子點的質量占所述量子點層質量的36%。形成所需的量子點膜,控制量子點層的厚度為3nm。

B.二氧化釩層

鎢摻雜二氧化釩原料的制備。

合成步驟:將10g Na2WO4·2H2O溶解成60mL鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至100mL濃度為1mo1·L-1的硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌20分鐘,過濾,然后配置150mL稀硝酸溶液(含0.2mL濃硝酸),以此溶液洗滌沉淀,完畢分別用50mL乙醇溶液、12mL無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于100℃烘箱中經4.0h左右烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

將18V2O5溶于35ml濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為10.12%稀HCl溶液與濃度為10%的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液。

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取使鎢的摻雜量為7wt%的所制白鎢酸。將溶液裝入100mL高壓反應釜中密封,50℃反應2h后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

以上述粉末為原材料,加熱使鍍涂量子點層ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,經過退火處理后得到量子點膜,二氧化釩層的厚度為10nm。

本實驗采用KSLI100X型燒結爐對薄膜進行空氣中退火。

退火完成后的量子點膜采用傳統(tǒng)鍍膜工藝,在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜。

實施例4

采用如實施例1所示的溶劑和儀器

A.量子點層

將ITO基片(采用規(guī)格為1.1mm、垂直度≤0.1%)依次用100ml氨水,100ml水,100ml乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中15min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6。先將表面處理后帶負電的ITO依次在100ml PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,ZnTe量子點(粒徑為8nm)溶液中浸漬25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。量子點的質量占所述量子點層質量的32%。形成所需的量子點膜,控制量子點層的厚度為6nm。

B.二氧化釩層

鎢摻雜二氧化釩原料的制備。

合成步驟:將10g Na2WO4·2H2O溶解成60mL鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至100mL濃度為1mo1·L-1的硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌20分鐘,過濾,然后配置150mL稀硝酸溶液(含0.2mL濃硝酸),以此溶液洗滌沉淀,完畢分別用50mL乙醇溶液、12mL無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于100℃烘箱中經4.0h左右烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

將18V2O5溶于35ml濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為10%稀HCl溶液與濃度為10%的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液。

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取使鎢的摻雜量為8wt%的所制白鎢酸。將溶液裝入100mL高壓反應釜中密封,50℃反應2h后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

以上述粉末為原材料,加熱使鍍涂量子點層ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,經過退火處理后得到量子點膜,二氧化釩層的厚度為10nm。

本實驗采用KSLI100X型燒結爐對薄膜進行空氣中退火。

退火完成后的量子點膜采用傳統(tǒng)鍍膜工藝,在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜。

實施例5

采用如實施例1所示的溶劑和儀器

A.量子點層

將ITO基片(采用規(guī)格為1.1mm、垂直度≤0.1%)依次用100ml氨水,100ml水,100ml乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中15min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6。先將表面處理后帶負電的ITO依次在100ml PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,CdSe/CdS量子點(粒徑為10nm)溶液中浸漬25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。量子點的質量占所述量子點層質量的34%。形成所需的量子點膜,控制量子點層的厚度為15nm。

B.二氧化釩層

鎢摻雜二氧化釩原料的制備。

合成步驟:將10g Na2WO4·2H2O溶解成60mL鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至100mL濃度為1mo1·L-1的硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌20分鐘,過濾,然后配置150mL稀硝酸溶液(含0.2mL濃硝酸),以此溶液洗滌沉淀,完畢分別用50mL乙醇溶液、12mL無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于100℃烘箱中經4.0h左右烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

將18V2O5溶于35ml濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為10%稀HCl溶液與濃度為10%的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液。

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取使鎢的摻雜量為8wt%的所制白鎢酸。將溶液裝入100mL高壓反應釜中密封,50℃反應2h后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

以上述粉末為原材料,加熱使鍍涂量子點層ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,經過退火處理后得到量子點膜,二氧化釩層的厚度為10nm。

本實驗采用KSLI100X型燒結爐對薄膜進行空氣中退火。

退火完成后的量子點膜采用傳統(tǒng)鍍膜工藝,在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜。

實施例6

采用如實施例1所示的溶劑和儀器

A.量子點層

將ITO基片(采用規(guī)格為1.1mm、垂直度≤0.1%)依次用100ml氨水,100ml水,100ml乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中15min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6。先將表面處理后帶負電的ITO依次在100ml PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,GaN量子點(粒徑為6nm)溶液中浸漬25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。量子點的質量占所述量子點層質量的33%。形成所需的量子點膜,控制量子點層的厚度為14nm。

B.二氧化釩層

鎢摻雜二氧化釩原料的制備。

合成步驟:將10g Na2WO4·2H2O溶解成60mL鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至100mL濃度為1mo1·L-1的硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌20分鐘,過濾,然后配置150mL稀硝酸溶液(含0.2mL濃硝酸),以此溶液洗滌沉淀,完畢分別用50mL乙醇溶液、12mL無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于100℃烘箱中經4.0h左右烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

將18V2O5溶于35ml濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為10%稀HCl溶液與濃度為10%的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液。

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取使鎢的摻雜量為8wt%的所制白鎢酸。將溶液裝入100mL高壓反應釜中密封,50℃反應2h后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

以上述粉末為原材料,加熱使鍍涂量子點層ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,經過退火處理后得到量子點膜,二氧化釩層的厚度為10nm。

本實驗采用KSLI100X型燒結爐對薄膜進行空氣中退火。

退火完成后的量子點膜采用傳統(tǒng)鍍膜工藝,在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜。

實施例7

采用如實施例1所示的溶劑和儀器

A.量子點層

將ITO基片(采用規(guī)格為1.1mm、垂直度≤0.1%)依次用100ml氨水,100ml水,100ml乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中15min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6。先將表面處理后帶負電的ITO依次在100ml PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,CdSe/CdS量子點(粒徑為4nm)溶液中浸漬25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。量子點的質量占所述量子點層質量的36%。形成所需的量子點膜,控制量子點層的厚度為11nm。

B.二氧化釩層

鎢摻雜二氧化釩原料的制備。

合成步驟:將10g Na2WO4·2H2O溶解成60mL鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至100mL濃度為1mo1·L-1的硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌20分鐘,過濾,然后配置150mL稀硝酸溶液(含0.2mL濃硝酸),以此溶液洗滌沉淀,完畢分別用50mL乙醇溶液、12mL無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于100℃烘箱中經4.0h左右烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

將18V2O5溶于35ml濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為10%稀HCl溶液與濃度為10%的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液。

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取使鎢的摻雜量為8wt%的所制白鎢酸。將溶液裝入100mL高壓反應釜中密封,50℃反應2h后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

以上述粉末為原材料,加熱使鍍涂量子點層ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,經過退火處理后得到量子點膜,二氧化釩層的厚度為10nm。

本實驗采用KSLI100X型燒結爐對薄膜進行空氣中退火。

退火完成后的量子點膜采用傳統(tǒng)鍍膜工藝,在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜。

實施例8

采用如實施例1所示的溶劑和儀器

A.量子點層

將ITO基片(采用規(guī)格為1.1mm、垂直度≤0.1%)依次用100ml氨水,100ml水,100ml乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中15min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6。先將表面處理后帶負電的ITO依次在100ml PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,ZnS量子點(粒徑為7nm)溶液中浸漬25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。量子點的質量占所述量子點層質量的34%。形成所需的量子點膜,控制量子點層的厚度為11nm。

B.二氧化釩層

鎢摻雜二氧化釩原料的制備。

合成步驟:將10g Na2WO4·2H2O溶解成60mL鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至100mL濃度為1mo1·L-1的硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌20分鐘,過濾,然后配置150mL稀硝酸溶液(含0.2mL濃硝酸),以此溶液洗滌沉淀,完畢分別用50mL乙醇溶液、12mL無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于100℃烘箱中經4.0h左右烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

將18V2O5溶于35ml濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為10%稀HCl溶液與濃度為10%的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液。

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取使鎢的摻雜量為8wt%的所制白鎢酸。將溶液裝入100mL高壓反應釜中密封,50℃反應2h后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

以上述粉末為原材料,加熱使鍍涂量子點層ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,經過退火處理后得到量子點膜,二氧化釩層的厚度為10nm。

本實驗采用KSLI100X型燒結爐對薄膜進行空氣中退火。

退火完成后的量子點膜采用傳統(tǒng)鍍膜工藝,在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜。

對比例1

采用如實施例1所示的溶劑和儀器

A.量子點層

將ITO基片(采用規(guī)格為1.1mm、垂直度≤0.1%)依次用100ml氨水,100ml水,100ml乙醇,超聲清洗,然后浸入體積比為1:1的乙醇/氫氧化鈉(1mo1·L-1)中15min,以得到表面帶負電的ITO,取出用水清洗,N2吹干備用。

PDDA和PSS均配制成0.01mo1·L-1的溶液,量子點溶液的pH調至6。先將表面處理后帶負電的ITO依次在100ml PDDA溶液,量子點溶液中浸漬15min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干;或將表面處理后帶負電的ITO依次在PDDA,PSS,PDDA,CdSe/CdS量子點(粒徑為5nm)溶液中浸漬25min,并分別用去離子水淋洗,N2吹干。量子點的質量占所述量子點層質量的34%。形成所需的量子點膜,控制量子點層的厚度為18nm。在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜。

對比例2

采用如實施例1所示的溶劑和儀器。

B.二氧化釩層

鎢摻雜二氧化釩原料的制備。

合成步驟:將10g Na2WO4·2H2O溶解成60mL鎢酸鈉溶液,然后以2滴/秒的速度滴加至100mL濃度為1mo1·L-1的硝酸溶液(測量pH值大約為0.8)中,滴加時必須劇烈攪拌,滴完后繼續(xù)攪拌20分鐘,過濾,然后配置150mL稀硝酸溶液(含0.2mL濃硝酸),以此溶液洗滌沉淀,完畢分別用50mL乙醇溶液、12mL無水乙醚溶液洗滌沉淀。將沉淀至于100℃烘箱中經4.0h左右烘干,即得微黃色白鎢酸粉末。以WO3計,產率約為96%。

將18 V2O5溶于35ml濃度為5M的NaOH溶液,攪拌至溶液變?yōu)闊o色后,先后緩慢滴入濃度為10%稀HCl溶液與濃度為10%的H2O2溶液,攪拌均勻待溶液轉為深藍色后,得到pH約為1的溶液。

在其中滴入1M的NaOH溶液直至溶液產生懸濁液停止滴定,稱取使鎢的摻雜量為8wt%的所制白鎢酸。將溶液裝入100mL高壓反應釜中密封,50℃反應2h后,冷卻至室溫,離心分離、經無水乙醇與去離子水多次洗滌,在溫度為40℃的鼓風干燥箱中烘干,在瑪瑙研缽中研磨成均勻細小粉末。

以上述粉末為原材料,加熱ITO襯底溫度為200℃,真空度5x10-3,蒸發(fā)時間為420s的條件下用真空鍍膜機在襯底表面蒸鍍摻雜W的二氧化釩,二氧化釩層的厚度為10nm。在外層鍍二氧化硅薄膜,即得。

實施例與對比例1、2均采用現(xiàn)有技術中鍍膜技術在鋼化玻璃上進行鍍膜,

對比例3

市售抗藍光鏡片。

對比例4

市售ITO材料,規(guī)格同以上實施例。

性能測試

藍光透過率:采用SDR852藍光透過率測試儀,對鍍膜鋼化玻璃進行測試,平行測試10次,取平均值。

碎片狀態(tài):執(zhí)行GB15763.2-2005。每塊式樣在任何50mm×50mm區(qū)域內的最少碎片數(shù)30片,其長度不超過75mm為合格。

霰彈袋沖擊性能:執(zhí)行GB15763.2-2005。玻璃破碎時,每式樣的最大10塊碎片質量的總和不得超過相當于試樣65m2面積的質量;散彈袋下落高度為1200mm時,式樣不破壞。滿足以上兩點為合格。

表面應力:GB15763.2-2005鋼化玻璃國家標準。表面應力大于90MPa。

耐熱沖擊性能:GB15763.2-2005鋼化玻璃國家標準。耐200℃溫差不破壞。

表1性能測試結果

通過表1的實施例與對比例的性能測試得到如下結論:

本發(fā)明提供的量子點膜,相比于現(xiàn)有的薄膜具有超強的阻隔藍光的作用,通過金屬鎢摻雜二氧化釩層與量子點膜通過電子間的相互作用,一方面具有吸收藍光的作用,另一方面具有反射藍光的作用。

另一方面,在光的照射下,大多數(shù)量子點薄膜能隙將有所增大,會出現(xiàn)吸收光譜的藍移與寬化現(xiàn)象。量子點的比表面積非常大,除了具有高表面活性之外,表面存在的大量懸鍵和缺陷將成為光生電子或空穴的有效俘獲中心。本發(fā)明提供的量子點膜,對光源中400-500納米范圍內藍光的能量起到強烈的吸收作用,薄膜的吸收譜上會出現(xiàn)激子吸收峰,并把額外能量以熱或光的形式再釋放出。采用本發(fā)明所提供的量子點膜具有對藍光的吸收和反射作用,使用該量子點膜可以對視網膜提供保護作用。

前述的實施例僅是說明性的,用于解釋本發(fā)明所述方法的一些特征。所附的權利要求旨在要求可以設想的盡可例的組合的選擇的實施方式的說明。因此,申請人的用意是所附的權利要求不被說明本發(fā)明的特征的示例的選擇限制。在權利要求中所用的一些數(shù)值范圍也包括了在其之內的子范圍,這些范圍中的變化也應在可能的情況下解釋為被所附的權利要求覆蓋。能廣的范圍,且本文所呈現(xiàn)的實施例僅是根據(jù)所有可能的實施方式。

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