本發(fā)明屬于光學(xué)，具體涉及一種無鉛硫化物量子點玻璃及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、以pbs、gds、pbse為發(fā)光中心的量子點材料因其發(fā)光效率高、發(fā)光波長可調(diào)，在日常生活和工業(yè)制造中扮演著重要的角色。但在其生產(chǎn)制作過程中和回收處理時，其中的重金屬元素pb、cd易對場地、水體、土壤造成污染，使動植物中毒。ⅰ-ⅲ-ⅵ族量子點發(fā)光波段與含pb、cd量子點相似且可調(diào)，同時不含pb、cd等有毒重金屬元素，具有作為新型量子點發(fā)光材料的潛力。但是，ⅰ-ⅲ-ⅵ族量子點在200℃時微觀結(jié)構(gòu)被破壞、光學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。因此，較差的熱穩(wěn)定性使得其難以被直接運用于發(fā)光器件。而且由于s、se等硫系元素在量子點材料中以陰離子形式存在，有機封裝或潮濕環(huán)境易使其磺基化從而破壞量子點結(jié)構(gòu)，因此該類量子點材料尚未在光致發(fā)光領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。另外，自然光為全波段的光，而在傳統(tǒng)照明/顯示使用的是紅、綠、藍三原色調(diào)制而來的光，這使得傳統(tǒng)人造光源的顯色能力相比自然光存在欠缺?，F(xiàn)有技術(shù)為了制作全可見光光譜范圍的光源需要使用更多種類的熒光粉復(fù)合，這無疑增加了生產(chǎn)成本，因此探索一種發(fā)光中心和發(fā)光強度可調(diào)的材料至關(guān)重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種無鉛硫化物量子點玻璃及應(yīng)用。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、一種無鉛硫化物量子點玻璃，包括a原料、cu2s和ⅲ族化合物，a原料、cu2s和ⅲ族化合物的摩爾比為100：0.01～0.1：0.01～0.5；所述a原料包括如下摩爾百分含量的原料：30％-40％sio2、b％al2o3、c％b2o3、6％～16％zno、25％na2co3、x％zns、(4-x)％na2s，1≤x≤4，b+c＝25％；所述ⅲ族化合物為in2o3或ga2o3；

4、所述無鉛硫化物量子點玻璃的制備方法包括如下步驟：

5、(1)將無鉛硫化物量子點玻璃原料進行混合、研磨均勻，然后熔融，之后倒入預(yù)熱后的模具中冷卻；

6、(2)將冷卻固化后的玻璃依次進行退火處理、熱處理得到無鉛硫化物量子點玻璃。

7、本發(fā)明將zns作為形核中心誘導(dǎo)cuins2或cugas2量子點生成，同時zns作為cuins2或cugas2量子點與玻璃基質(zhì)間的過渡層，減少cuins2或cugas2量子點的表面缺陷，提高無鉛硫化物量子點玻璃的發(fā)光效率和發(fā)光熱穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明通過na2s與zns協(xié)同促進cuins2或cugas2量子點生成，提高無鉛硫化物量子點玻璃的發(fā)光效率和發(fā)光熱穩(wěn)定性，并且本發(fā)明通過450-510℃熱處理，無鉛硫化物量子點玻璃的發(fā)光強度和發(fā)光中心波長可調(diào)，并且隨著熱處理溫度的升高，發(fā)光中心波長發(fā)生紅移，發(fā)光強度先增大后降低。

8、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述熔融的溫度為1250～1350℃，熔融的時間為25～35分鐘。

9、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述模具的預(yù)熱溫度為300～350℃。

10、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述模具為銅質(zhì)模具。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述退火溫度為300～350℃，退火時間為2～5小時。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述熱處理溫度為0～510℃，處理時間為5～15小時。

13、更優(yōu)選的，所述熱處理溫度為450～510℃，處理時間為5～15小時。

14、作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，所述無鉛硫化物量子點玻璃在照明和背光顯示中的應(yīng)用，具體包括：將所述無鉛硫化物量子點玻璃切割打磨，制成合適尺寸后與紫外發(fā)光芯片復(fù)合，作為白色光源使用。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明未使用pb、cd等有毒重金屬元素，具有環(huán)保性。本發(fā)明在玻璃中原位合成無鉛硫化物量子點，所制備的玻璃基質(zhì)增加了量子點的熱穩(wěn)定性，對環(huán)境耐受性溫度高達240℃。在290nm-365nm的寬波段紫外光源激發(fā)下，無鉛硫化物量子點玻璃表現(xiàn)出以400nm-600nm為中心可調(diào)的，半高寬為175nm的寬帶發(fā)射能力。所制備的無鉛硫化物量子點玻璃光致發(fā)光性隨工作環(huán)境溫度上升而衰減，但在多次熱循環(huán)測試中并未表現(xiàn)出永久性的損傷。

技術(shù)特征：

1.一種無鉛硫化物量子點玻璃，其特征在于，包括a原料、cu2s和ⅲ族化合物，a原料、cu2s和ⅲ族化合物的摩爾比為100：0.01～0.1：0.01～0.5；所述a原料包括如下摩爾百分含量的原料：30％-40％sio2、b％al2o3、c％b2o3、6％～16％zno、25％na2co3、x％zns、(4-x)％na2s，1≤x≤4，b+c＝25％；所述ⅲ族化合物為in2o3或ga2o3；

2.如權(quán)利要求1所述無鉛硫化物量子點玻璃，其特征在于，所述熔融的溫度為1250～1350℃，熔融的時間為25～35分鐘。

3.如權(quán)利要求1所述無鉛硫化物量子點玻璃，其特征在于，所述模具的預(yù)熱溫度為280～350℃。

4.如權(quán)利要求1所述無鉛硫化物量子點玻璃，其特征在于，所述退火溫度為300～350℃，退火時間為2～5小時。

5.如權(quán)利要求1所述無鉛硫化物量子點玻璃，其特征在于，所述熱處理溫度為450～510℃，處理時間為5～15小時。

6.權(quán)利要求1-5任一項所述無鉛硫化物量子點玻璃在照明和背光顯示中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種無鉛硫化物量子點玻璃及應(yīng)用，屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。所述無鉛硫化物量子點玻璃，包括A原料、Cu<subgt;2</subgt;S和Ⅲ族化合物，A原料、Cu<subgt;2</subgt;S和Ⅲ族化合物的摩爾比為100：0.01～0.1：0.01～0.5；所述A原料包括如下摩爾百分含量的原料：30％?40％SiO<subgt;2</subgt;、B％Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、C％B<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、6％～16％ZnO、25％Na<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;、x％ZnS、(4?x)％Na<subgt;2</subgt;S，1≤x≤4，B+C＝25％；所述Ⅲ族化合物為In<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;或Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;。本發(fā)明在玻璃中原位合成無鉛硫化物量子點，所制備的玻璃基質(zhì)增加了無鉛硫化物量子點玻璃的熱穩(wěn)定性，對環(huán)境耐受性溫度高達240℃。在290nm?365nm的寬波段紫外光源激發(fā)下，無鉛硫化物量子點玻璃表現(xiàn)出以400nm?600nm為中心可調(diào)的，半高寬為為175nm的寬帶發(fā)射能力。所制備的無鉛硫化物量子點玻璃光致發(fā)光性隨工作環(huán)境溫度上升而衰減，但在多次熱循環(huán)測試中并未表現(xiàn)出永久性的損傷。

技術(shù)研發(fā)人員：周大成,吳萌,聞明,邱建備,何玲,楊有貴
受保護的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6