一種水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料和納米術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，具體可應(yīng)用于表面帶正負(fù)電性的各種水相量子點(diǎn)的轉(zhuǎn)移。
【背景技術(shù)】
[0002]量子點(diǎn)又稱半導(dǎo)體納米晶，是一種新型半導(dǎo)體納米材料，由有限數(shù)目的原子構(gòu)成，三維尺寸均在納米級(jí)。當(dāng)物質(zhì)的尺寸達(dá)到納米級(jí)時(shí)，由于其物理行為與原子相似，量子點(diǎn)又被稱為“人造原子”。量子點(diǎn)材料由于其獨(dú)特的性質(zhì)使得在各領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，從上世紀(jì)70年代開始，就引起了廣大科研工作者的關(guān)注，但由于當(dāng)時(shí)制備技術(shù)困難等原因，使得制備得到的量子點(diǎn)量子產(chǎn)率低且穩(wěn)定性不高，導(dǎo)致其在研究應(yīng)用方面未取得突破性進(jìn)展。
[0003]近年來，隨著各國科研人員對(duì)量子點(diǎn)技術(shù)的深入研究，量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率和穩(wěn)定性都得到很大提升。以TOP和TOPO配體為代表的油相熱注入法，可以合成出高性能的油溶性量子點(diǎn)。Hao等人(專利CN104327856A)利用這種方法，使用十八烯為溶劑，在200°0300°C高溫?zé)o水無氧的條件下合成了高性能的油相CdSe/ZnS量子點(diǎn)，其熒光量子產(chǎn)率接近100%，發(fā)射波長精確可調(diào)。雖然這樣的油相量子點(diǎn)合成技術(shù)已經(jīng)很多很成熟，但所使用原料價(jià)格昂貴、需高溫?zé)o水無氧的苛刻條件、可溶解的有機(jī)溶劑少，這限制了油相量子點(diǎn)的廣泛市場(chǎng)化應(yīng)用。
[0004]在水相中直接合成量子點(diǎn)的技術(shù)也不斷提高，Gao等人(H.B.Bao，Y.J.Gong1Z.Liand Μ.Y.Gao，Chem.Mater.2004,16, 3853-3859.)在水相中以TGA為穩(wěn)定劑，利用包覆殼層的方法合成了量子產(chǎn)率高達(dá)85%的CdTe/CdS量子點(diǎn)。Huang等人(Y.He，L.M.Sai，W.Huang，Chem.Mater.2007，19，359-365.)利用水相微波合成技術(shù)，以TGA和MPA為配體合成了水溶性CdTe量子點(diǎn)，經(jīng)過紫外光照熟化后，其PLQY高達(dá)98%。相比于在油相中合成量子點(diǎn)，水相直接合成量子點(diǎn)的方法，條件溫和，原料低廉，對(duì)環(huán)境污染小，所以在水相中直接合成量子點(diǎn)，也一直受到人們的青睞。
[0005]目前為止，尚未見有快速高效的將水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)方法的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種將水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中量子點(diǎn)相關(guān)應(yīng)用的不足，為量子點(diǎn)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了更多可能性。
[0007]本發(fā)明目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、條件溫和、產(chǎn)率高、成本低的油相量子點(diǎn)制備方法。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法具體過程如下:在水溶性的量子點(diǎn)中，在快速攪拌下加入相轉(zhuǎn)移劑，然后分離得到量子點(diǎn)沉淀物，進(jìn)行純化處理，干燥即可得到油溶性量子點(diǎn)固體。
[0009]所述水溶性量子點(diǎn)包括水相直接合成的水溶性量子點(diǎn)，以及其它任何方法得到的水溶性量子點(diǎn)。
[0010]所述的水溶性量子點(diǎn)包括I1-VI族量子點(diǎn):CdTe、CdSe、ZnSe、CdS、ZnS、ZnO等；II1-V族量子點(diǎn):InP、GaAs等;其它族量子點(diǎn)如:CuInS_2、PbS、Si02等；以及各類核殼和混金型量子點(diǎn):CdTe/CdS、CdTe/ZnS、CdTe/CdS/ZnS、CdTe/CdSe、CdTe/ZnTe、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdZnSe/ZnS、CdZnSeS/ZnS等各類水溶性量子點(diǎn)。
[0011]所述的相轉(zhuǎn)移劑包括陽離子表面活性劑:十烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、雙十烷基二甲基溴化銨、雙十二烷基二甲基溴化銨；陰離子表面活性劑:十二烷基磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉等。當(dāng)理解，以上僅為列舉，非僅限于這些，其它任何表面活性劑均包括在其中。
[0012]在本發(fā)明的方法中，水溶性的量子點(diǎn)在25?80°C，在攪拌下加入相轉(zhuǎn)移劑，攪拌1min?60mino
[0013]水相量子點(diǎn)與相轉(zhuǎn)移劑的摩爾比為1:10-1:1000。
[0014]所述的分離方法包括離心分離、靜止傾析、過濾。
[0015]所述的純化處理是用去離子水洗滌。
[0016]本發(fā)明的積極效果如下:
本發(fā)明提供的將水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的方法簡(jiǎn)單且通用，能夠高效快速得將水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相。
[0017]本發(fā)明的油相量子點(diǎn)的合成方法克服了現(xiàn)有的油相量子點(diǎn)在有機(jī)溶劑中直接合成時(shí)原料成本高、毒性大、條件苛刻、對(duì)環(huán)境污染較大等弊端。本方法所得油相量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好、溶解范圍廣，不但能溶于一般油相量子點(diǎn)能溶的烴類和鹵代烴類有機(jī)溶劑中，還可溶于醇、酮、酯等類溶劑中，大大拓寬了量子點(diǎn)的應(yīng)用范圍。并且量子點(diǎn)合成過程完全在水相中進(jìn)行，操作安全、簡(jiǎn)便，消除了油相合成的諸多弊端。該油相量子點(diǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)化劑的種類不同，可溶于不同類溶劑，包括一般醇類、酮類、酯類、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯等有機(jī)溶劑。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)油相量子點(diǎn)制備示意圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法，兩種典型的水溶性量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相的熒光表征圖譜;左邊一幅為CdTe量子點(diǎn)，右邊一幅為CdTe/CdS/ZnS量子點(diǎn)；轉(zhuǎn)化前后的發(fā)射峰位保持一致，轉(zhuǎn)為油相后的量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度相比于轉(zhuǎn)化前，可保持80%以上；
圖3是水相CdTe/CdS/ZnS量子點(diǎn)用雙十二烷基三甲基溴化銨轉(zhuǎn)為油相后，在紫外燈下連續(xù)照射一周的穩(wěn)定性檢測(cè)；
圖4是轉(zhuǎn)為油相后的CdTe量子點(diǎn)，在紫外燈照射下，溶解在不同溶劑中的照片。從左至右的溶劑依次為:氯仿、乙醇、丁酮、甲基丙烯酸甲酯。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說明，實(shí)施例旨在解釋而非限定本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0020]實(shí)施例1
取5umo I的巰基乙酸穩(wěn)定的CdTe量子點(diǎn)，水浴加熱至40 °C，然后加入10umoI十六烷基三甲基溴化錢，快速攪拌I Omin，離心得到沉淀出的CdTe量子點(diǎn)固體，加入I Oml去離子水沖洗三次，然后真空干燥。最后得到油溶性CdTe量子點(diǎn)固體粉末。
[0021 ] 實(shí)施例2
取5umol的3-巰基丙酸穩(wěn)定的CdTe/CdS量子點(diǎn)，水浴加熱至30°C，然后加入500umol十烷基三甲基溴化銨，快速攪拌1min，離心得到沉淀出的CdTe/CdS量子點(diǎn)固體，加入1ml去離子水沖洗三次，然后真空干燥。最后得到油溶性CdTe/CdS量子點(diǎn)固體粉末。
[0022]實(shí)施例3
取5umol的3-巰基丁酸穩(wěn)定的CdTe/ZnS量子點(diǎn)，水浴加熱至40°C，然后加入50umol雙十二烷基二甲基溴化銨，快速攪拌20min，離心得到沉淀出的CdTe/ZnS量子點(diǎn)固體，加入1ml去離子水沖洗三次，然后真空干燥。最后得到油溶性CdTe/ZnS量子點(diǎn)固體粉末。
[0023]實(shí)施例4
取3umol的谷胱甘肽穩(wěn)定的CdTe/CdS/ZnS量子點(diǎn)，水浴加熱至40°C，然后加入300umol十四烷基三甲基溴化銨，快速攪拌30min，離心得到沉淀出的CdTe/CdS/ZnS量子點(diǎn)固體，加入5ml去離子水沖洗三次，然后真空干燥。最后得到油溶性CdTe/CdS/ZnS量子點(diǎn)固體粉末。
[0024]實(shí)施例5
取Iumol的3-巰基丙酸穩(wěn)定的CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)，水浴加熱至40°C，然后加入10umol十二烷基三甲基溴化銨，快速攪拌1min，離心得到沉淀出的CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)固體，加入5ml去離子水沖洗三次，然后真空干燥。最后得到油溶性CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)固體粉末。
[0025]實(shí)施例6
取Iumo I的巰基乙胺穩(wěn)定的CdTe量子點(diǎn)，水浴加熱至40 °C，然后加入50umo I十二烷基磺酸鈉，快速攪拌I Omin，離心得到沉淀出的CdTe量子點(diǎn)固體，加入5ml去離子水沖洗三次，然后真空干燥。最后得到油溶性CdTe量子點(diǎn)固體粉末。
[0026]實(shí)施例7
取IumoI的3-巰基丙酸穩(wěn)定的CuInS-2量子點(diǎn)，水浴加熱至40 °C，然后加入500umoI十六燒基三甲基氯化錢，快速攪拌1min，離心得到沉淀出的CuInS_2量子點(diǎn)固體，加入5ml去離子水沖洗三次，然后真空干燥。最后得到油溶性CuInS-2量子點(diǎn)固體粉末。
[0027]盡管如上描述了某些實(shí)施方案，應(yīng)理解實(shí)施方案僅以示例的方式進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改變和改進(jìn)，這些改變和改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述方法是在水溶性的量子點(diǎn)中，在攪拌下加入相轉(zhuǎn)移劑，然后分離得到量子點(diǎn)沉淀物，進(jìn)行純化處理，干燥即可得到油溶性量子點(diǎn)固體。2.如權(quán)利要求1所述的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述的水溶性量子點(diǎn)是水相直接合成的水溶性量子點(diǎn)。3.如權(quán)利要求1所述的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述的水溶性量子點(diǎn)包括I1-VI族量子點(diǎn)、II1-V族量子點(diǎn)、各類核殼和混金型量子點(diǎn)。4.如權(quán)利要求1所述的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述的水溶性量子點(diǎn)是 CdTe、CdSe、ZnSe、CdS、ZnS、ZnO、InP、GaAs、CuInS-2、PbS、Si02、CdTe/CdS、CdTe/ZnS 、CdTe/CdS/ZnS、CdTe/CdSe、CdTe/ZnTe、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdZnSe/ZnS或CdZnSeS/ZnSo5.如權(quán)利要求1所述的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述的相轉(zhuǎn)移劑包括陽離子表面活性劑或陰離子表面活性劑。6.如權(quán)利要求1所述的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述的相轉(zhuǎn)移劑是烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、雙十烷基二甲基溴化銨、雙十二烷基二甲基溴化銨、十二烷基磺酸鈉或十六烷基磺酸鈉。7.如權(quán)利要求1所述的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:水溶性的量子點(diǎn)在25?80°C，在攪拌下加入相轉(zhuǎn)移劑，攪拌1min?60min。8.如權(quán)利要求1所述的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:水相量子點(diǎn)與相轉(zhuǎn)移劑的摩爾比為I: 10-1:1000。9.如權(quán)利要求1所述的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述的分離方法包括離心分離、靜止傾析、過濾。10.如權(quán)利要求1所述的水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:所述的純化處理是用去離子水洗滌。
【專利摘要】<i>本發(fā)明公開了一種水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相量子點(diǎn)的制備方法，屬于納米材料和納米術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的方法是在水溶性的量子點(diǎn)中，在快速攪拌下加入相轉(zhuǎn)移劑，然后分離得到量子點(diǎn)沉淀物，進(jìn)行純化處理，干燥即可得到油溶性量子點(diǎn)固體。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單且通用，能夠高效快速得將水相量子點(diǎn)轉(zhuǎn)為油相。本發(fā)明的合成方法克服了現(xiàn)有的油相量子點(diǎn)在有機(jī)溶劑中直接合成時(shí)原料成本高、毒性大、條件苛刻、對(duì)環(huán)境污染較大等弊端。本方法產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好、溶解范圍廣，不但能溶于一般油相量子點(diǎn)能溶的烴類和鹵代烴類有機(jī)溶劑中，還可溶于醇、酮、酯等類溶劑中，大大拓寬了量子點(diǎn)的應(yīng)用范圍。并且合成過程完全在水相中進(jìn)行，操作安全、簡(jiǎn)便，消除了油相合成的弊端。</i>
【IPC分類】C09K11/62, C09K11/02, C09K11/88
【公開號(hào)】CN105602544
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510983511
【發(fā)明人】商志鵬, 劉愛軍, 陰安臣
【申請(qǐng)人】北京北達(dá)聚邦科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日