專利名稱：一種折射率可調(diào)的二氧化硅包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料的制法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米復(fù)合發(fā)光材料的制備方法，尤其涉及一種折射率可調(diào)的二氧化硅包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料的制備方法。
背景技術(shù)：
LED是新一代的綠色、環(huán)保光源，目前廣泛應(yīng)用的各種色光LED主要是以藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉而發(fā)出相應(yīng)的色光，例如白光LED是以藍(lán)光LED激發(fā)黃光YAG熒光粉而發(fā)出白光，因此在封裝LED的過程中，需要將熒光粉與封裝材料混合形成混合物。但是由于熒光粉顆粒較大，在封裝時(shí)很容易發(fā)生沉淀，導(dǎo)致熒光粉在封裝材料中分布不均勻。同時(shí)，由于熒光粉和封裝材料的折射率差別較大，在其接觸表面上會(huì)形成很強(qiáng)的光散射效應(yīng)。另外，熒光粉通常都附著在LED發(fā)光晶片的表面，LED工作時(shí)產(chǎn)生的熱量容易引起熒光粉的結(jié)溫，造成 較大了能量損失。這些都是制造各種色光LED時(shí)需要解決的問題?！N可行的解決方法是將熒光粉分散到外層的封裝材料中形成透明的復(fù)合材料，但是由于傳統(tǒng)的熒光粉粒徑較大(一般為微米級(jí))，與封裝材料混合后極易團(tuán)聚而導(dǎo)致復(fù)合材料不透明。量子點(diǎn)(quantumdot, QD)是準(zhǔn)零維(quasi-zero-dimensional)的納米材料，由少量的原子所構(gòu)成。通常量子點(diǎn)是由II-Vl族或III-V族元素組成的納米顆粒，尺寸小于或者接近激子波爾半徑(一般直徑不超過IOnm)，由于其電子和空穴被量子限域，其能帶結(jié)構(gòu)變成具有分子特性的分立能級(jí)結(jié)構(gòu)，因此其受激后可以發(fā)射熒光。由于量子點(diǎn)的粒徑小(<IOnm)，其散射也較小。雖然其與封裝材料的折射率仍然不同，但是通過一些方法得到復(fù)合材料是完全可行的。同時(shí)，量子點(diǎn)的發(fā)射波長(zhǎng)會(huì)隨其尺寸的變化而變化，通過選擇不同種類和不同尺寸的量子點(diǎn)，可以使復(fù)合材料的發(fā)光覆蓋可見光區(qū)域且可調(diào)。復(fù)合材料折射率可以通過公式=計(jì)算，其中η。—為復(fù)合材料的折
射率，ni和Vi分別是復(fù)合材料各組分的折射率和體積分?jǐn)?shù)(含量)。可見，通過調(diào)節(jié)各組分的體積分?jǐn)?shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料折射率的控制。SiO2是常用的無機(jī)透明材料，對(duì)其的制備及性能研究已經(jīng)十分成熟，其折射率為1.42。這樣，根據(jù)復(fù)合材料折射率的公式，將量子點(diǎn)(折射率 2. 4)與SiO2混合形成的復(fù)合材料其折射率可以調(diào)節(jié)到與封裝材料的折射率相同，從而形成整體透明的復(fù)合材料。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料的制備方法，以制備折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，通過反相微乳液聚合反應(yīng)制備SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒和/或SiO2包覆多個(gè)均勻散布的量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒得到了折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，并提供了將該折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料應(yīng)用于光電器件的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其特征在于，由SiO2納米顆粒組成,所述SiO2顆粒為SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒或SiO2包覆多個(gè)均勻散布的量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒?？蛇x地，所述量子點(diǎn)為CdS、HgS、CdSe, CdTe, ZnSe, HgSe, ZnTe, ZnO, PbSe、HgTe,CaAs、InP、InCaAs、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdS/ZnS、Cd/Ag2S、CdS/Cd(OH)2、CdTe/ZnS、CdTe/CdS、CdSe/ZnSe、CdS/HgS、CdS/HgS/CdS、ZnS/CdS、ZnS/CdS/ZnS、ZnS/HgS/ZnS/CdS、CdSe/ CuSe、CdSeTe、CdSeTe/CdS/ZnS、Mn:CdS、Mn:CdS/ZnS、Cu:CdS、Cu:CdS/ZnS、Cu:ZnS、Mn:ZnS、Mn: ZnSe/ZnS、Mn: ZnSe/ZnO、Cu: ZnSe、Cu: ZnSe/ZnS、Tb: CdS、Tb: CdS/ZnS 或 Tb: ZnS 中的任意一種；所述量子點(diǎn)的尺寸在2-10nm的范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，所述SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒發(fā)出單色光，其折射率在
I.42-1. 98 之間。可選地，所述量子點(diǎn)為CdS、HgS、CdSe, CdTe, ZnSe, HgSe, ZnTe, ZnO, PbSe、HgTe,CaAs、InP、InCaAs、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdS/ZnS、Cd/Ag2S、CdS/Cd(OH)2、CdTe/ZnS、CdTe/CdS、CdSe/ZnSe、CdS/HgS、CdS/HgS/CdS、ZnS/CdS、ZnS/CdS/ZnS、ZnS/HgS/ZnS/CdS、CdSe/CuSe、CdSeTe、CdSeTe/CdS/ZnS、Mn:CdS、Mn:CdS/ZnS、Cu:CdS、Cu:CdS/ZnS、Cu:ZnS、Mn:ZnS、Mn: ZnSe/ZnS、Mn: ZnSe/ZnO、Cu: ZnSe、Cu: ZnSe/ZnS、Tb: CdS、Tb: CdS/ZnS 或 Tb: ZnS 中的任意多種的組合；所述量子點(diǎn)的尺寸在2-10nm的范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，所述SiO2包覆多個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒發(fā)出多色光，其折射率在
I.42-1. 98 之間。進(jìn)一步地，所述SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒的制備方法包括步驟一、將所述量子點(diǎn)溶于環(huán)己烷，或者將所述量子點(diǎn)先溶于有機(jī)試劑中，然后再溶于環(huán)己烷中；步驟二、在步驟一得到的溶液中，加入TE0S、表面活性劑和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)；步驟三、在所述反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間Tl后，在進(jìn)行所述反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止所述反應(yīng)，對(duì)終止了所述反應(yīng)的溶液進(jìn)行離心處理，獲得所述SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒。進(jìn)一步地,所述SiO2包覆多個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒的制備方法包括步驟一、在攪拌條件下，在環(huán)己烷中加入TE0S、表面活性劑和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)；步驟二、在所述反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間T2后，在進(jìn)行所述反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止所述反應(yīng)，對(duì)終止了所述反應(yīng)的溶液進(jìn)行離心處理，獲得SiO2納米顆粒；步驟三、用乙醇清洗所述SiO2納米顆粒后將其分散于乙醇中得到所述SiO2納米復(fù)合顆粒的乙醇溶液；步驟四、在所述乙醇溶液中，在攪拌條件下加入硅烷偶聯(lián)劑以對(duì)所述SiO2納米顆粒進(jìn)行表面修飾，經(jīng)過時(shí)間T3后，通過離心處理獲得經(jīng)過所述表面修飾的SiO2納米顆粒并對(duì)其進(jìn)行乙醇清洗及烘干；步驟五、將所述量子點(diǎn)溶于環(huán)己烷，或者將所述量子點(diǎn)先溶于有機(jī)試劑中，然后再溶于環(huán)己烷中；步驟六、在步驟五得到的溶液中，在攪拌條件下加入表面活性劑以形成微乳液；步驟七、在所述微乳液中，在攪拌條件下加入完成步驟四后得到的SiO2納米顆粒，然后在攪拌條件下依次加入TEOS和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)；步驟八、在步驟七所述的反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間T4后，在進(jìn)行所述反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止所述反應(yīng)，對(duì)終止了所述反應(yīng)的溶液進(jìn)行離心處理，獲得所述SiO2包覆多個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒。進(jìn)一步地，所述有機(jī)試劑與環(huán)己烷互溶，所述有機(jī)試劑是疏水性的，所述有機(jī)試 劑是正己烷、甲苯、二甲苯、對(duì)氯甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和石油醚試劑中的任意一種試劑或任意多種試劑的混合物；所述表面活性劑是表面活性劑NP5、NP9和TritonX-100中的任意一種表面活性劑或任意多種表面活性劑的混合物；所述催化劑是催化劑甲基胺、氨水和二甲胺中的任意一種催化劑或任意多種催化劑的混合物，所述時(shí)間Tl為20-80小時(shí)。進(jìn)一步地，所述時(shí)間T2為20-80小時(shí)，所述時(shí)間T3為12_80小時(shí)，所述時(shí)間T4為20-80小時(shí)。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種用于光電器件的透明復(fù)合材料，其特征在于由所述的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料與高分子封裝材料復(fù)配形成，所述復(fù)配包括步驟一、將所述高分子封裝材料和固化劑用渦旋混合器混合，使兩者均勻互溶形成第一混合物；步驟二、在所述第一混合物中加入所述SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料的溶液并使用渦旋混合器使其均勻分散在所述第一混合物中以形成第二混合物，所述溶液為所述SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料的乙醇溶液；步驟三、將所述第二混合物置于真空烘箱至其中的氣泡完全消失；步驟四、將經(jīng)過步驟三處理的第二混合物滴在所述光電器件的表面并進(jìn)行熱處理；所述光電器件為藍(lán)光LED或紫光LED。在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，分別對(duì)量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS、Cu: CdS/ZnS和ZnSe通過反相微乳液聚合反應(yīng)在量子點(diǎn)的表面生長(zhǎng)SiO2殼層，獲得SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒，具體步驟為將量子點(diǎn)溶于環(huán)己烷，或者將量子點(diǎn)先溶于有機(jī)試劑中，然后再溶于環(huán)己烷中；在溶液中加入TE0S、表面活性劑和催化劑進(jìn)行反相微乳液聚合反應(yīng)；在反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間Tl(20h ^ Tl ^ 80h)后，在溶液中滴加丙酮以終止反應(yīng)，離心處理獲得SiO2包覆該量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒。在本發(fā)明的其它的較佳實(shí)施方式中，分別對(duì)量子點(diǎn)CdSeS/CdS、CdSeTe/CdS/ZnS,Mn: ZnSe 及 CdSeS/CdS/ZnS 和 CdSe/CdS/ZnS 通過反相微乳液聚合反應(yīng)在量子點(diǎn)的表面生長(zhǎng)SiO2殼層，獲得SiO2包覆多個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒，具體步驟為在環(huán)己烷中加入TE0S、表面活性劑和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)；在反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間T2(20h80h)后，在進(jìn)行反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止反應(yīng)，進(jìn)行離心處理獲得SiO2納米顆粒；用乙醇清洗清洗SiO2納米顆粒后將其分散于乙醇，并在攪拌條件下加入硅烷偶聯(lián)劑以對(duì)SiO2納米顆粒進(jìn)行表面修飾，經(jīng)過時(shí)間T3(12h ^ T3 ^ 80h)后，離心處理獲得經(jīng)過表面修飾的SiO2納米顆粒并對(duì)其進(jìn)行乙醇清洗及烘干；將量子點(diǎn)溶于環(huán)己烷，或者將量子點(diǎn)先溶于有機(jī)試劑中，然后再溶于環(huán)己烷中；在攪拌條件下加入表面活性劑以形成微乳液，繼而在攪拌條件下加入經(jīng)過表面修飾的SiO2納米顆粒，然后在攪拌條件下加入TEOS和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間T4(20h80h)
后，在進(jìn)行反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止反應(yīng)，對(duì)終止了反應(yīng)的溶液進(jìn)行離心處理，獲得SiO2包覆多個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒。在本發(fā)明的實(shí)施例中，還將上述獲得SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料與高分子封裝材料復(fù)配形成用于如LED的光電器件的透明復(fù)合材料。具體步驟為將高分子封裝材料和固化劑用渦旋混合器混合，使兩者均勻互溶形成第一混合物；在第一混合物中加入SiO2 包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料的溶液并使用渦旋混合器使其均勻分散在第一混合物中以形成第二混合物；將第二混合物置于真空烘箱至其中的氣泡完全消失；將經(jīng)過處理的第二混合物滴在LED的表面并進(jìn)行熱處理，最后在LED的表面就形成了一層透明復(fù)合材料。由此可見，本發(fā)明通過反相微乳液聚合反應(yīng)制備了 SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒和SiO2包覆多個(gè)均勻散布的量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒。由于在實(shí)際使用中可以通過調(diào)節(jié)TE0S、表面活性劑、催化劑及量子點(diǎn)的用量以及反應(yīng)時(shí)間，來調(diào)節(jié)SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒中的SiO2殼層厚度和量子點(diǎn)核心的比例，從而可以調(diào)節(jié)SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合材料的折射率，折射率的調(diào)節(jié)范圍在I. 42-1. 98之間。本發(fā)明還實(shí)現(xiàn)了制備折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，并提供了將該折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料應(yīng)用于光電器件的方法。以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖I是本發(fā)明的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)Cu:CdS/ZnS的納米復(fù)合發(fā)光材料的SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)Cu:CdS/ZnS的納米復(fù)合顆粒的透射電鏡照片。圖2是本發(fā)明的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)Mn = ZnSe的納米復(fù)合發(fā)光材料的SiO2包覆量多個(gè)量子點(diǎn)Mn = ZnSe的納米復(fù)合顆粒的透射電鏡照片
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I在本實(shí)施例中，首先制備SiO2包覆量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合發(fā)光材料，其由SiO2包覆量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合顆粒組成，其中，每個(gè)納米復(fù)合顆粒均為SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合顆粒。具體步驟如下步驟一、將量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS溶于環(huán)己烷中。其中，量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS為CdSe/CdS/ZnS的三層核殼結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)，其發(fā)光波長(zhǎng)為520nm。量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS溶于環(huán)己烷中得到IOmUlmM的溶液。步驟二、在步驟一得到的溶液中，加入TE0S(正硅酸四乙酯)、表面活性劑和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)。本實(shí)施例中，進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)的具體步驟為在攪拌條件下加入TE0S，繼而加入表面活性劑形成微乳液。其中，TEOS取用O. lmL，攪拌IOmin ;表面活性劑取用NP5，用量lmL，攪拌30min。在攪拌條件下加入催化劑以催化反相微乳液聚合反應(yīng)。其中，催化劑選用甲基胺，用量O. lmL，在避光條件下持續(xù)攪拌。步驟三、在步驟二的反相微乳液聚合反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間Tl后，在進(jìn)行該反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止反應(yīng)，對(duì)終止了反應(yīng)的溶液進(jìn)行離心處理，獲得SiO2包覆量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合顆粒并使用乙醇對(duì)該納米復(fù)合顆粒進(jìn)行清洗。其中，時(shí)間Tl設(shè)定為24h。實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到該納米復(fù)合發(fā)光材料的平均顆粒直徑為31. 2±0. 2nm，根據(jù)復(fù)合材料折
射率計(jì)算公式《 composite〉j "2 ^ ι 計(jì)算得到其折射率為I. 421，與常用封裝材料折射率相匹配。
I 然后將上述獲得SiO2包覆量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合發(fā)光材料與高分子封裝材料復(fù)配形成用于如LED的光電器件的透明復(fù)合材料。具體步驟如下步驟一、將高分子封裝材料和固化劑用渦旋混合器混合，使兩者均勻互溶形成第一混合物。本實(shí)施例中，高分子封裝材料選用雙酚A型環(huán)氧樹脂EP-400A，固化劑選用EP-400B，按重量比稱取兩者后使用渦旋混合器將它們充分混合，直到它們完全互溶，形成第一混合物。步驟二、在第一混合物中加入SiO2包覆量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合發(fā)光材料溶液并使用渦旋混合器使其均勻分散在第一混合物中以形成第二混合物。其中，SiO2包覆量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合發(fā)光材料溶液是SiO2包覆量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合顆粒的乙醇溶液，第二混合物是SiO2包覆量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合顆粒與環(huán)氧樹脂形成的混合膠體。步驟三、將第二混合物置于真空烘箱至其中的氣泡完全消失。其中，真空烘箱的溫度為30°C，第二混合物靜置在真空烘箱中。步驟四、將經(jīng)過步驟三處理的第二混合物滴在藍(lán)光LED的表面并進(jìn)行熱處理。熱處理的具體步驟為將表面具有第二混合物的藍(lán)光LED放入40°C的烘箱中保溫一段時(shí)間(約30-60min)，隨后將烘箱溫度升高到80°C再保溫一段時(shí)間(約30_60min)。這樣，在LED的表面就形成了一層透明復(fù)合材料，該透明復(fù)合材料對(duì)可見光的透過率達(dá)到70%。作為比較，未包裹SiO2的量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS和環(huán)氧樹脂形成的復(fù)合材料對(duì)可見光的透過率為50%左右。實(shí)施例2在本實(shí)施例中，首先制備SiO2包覆量子點(diǎn)Cu:CdS/ZnS的納米復(fù)合發(fā)光材料，其由SiO2包覆量子點(diǎn)Cu:CdS/ZnS的納米復(fù)合顆粒組成，其中，每個(gè)納米復(fù)合顆粒均為SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)CdSe/CdS/ZnS的納米復(fù)合顆粒。具體步驟如下步驟一、將量子點(diǎn)Cu:CdS/ZnS先溶于有機(jī)試劑中，然后溶于環(huán)己烷中。其中，量子點(diǎn)Cu:CdS/ZnS為Cu摻雜的CdS/ZnS的兩層核殼結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)，其發(fā)光波長(zhǎng)為640nm ;有機(jī)試劑選用正己烷，環(huán)己烷用量9mL。量子點(diǎn)Cu:CdS/ZnS溶于正己烷中得到IOmUlmM的溶液，將該溶液與環(huán)己烷混合。步驟二、在步驟一得到的溶液中，加入TE0S、表面活性劑和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)。本實(shí)施例中，進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)的具體步驟為在攪拌條件下加入TE0S，繼而加入表面活性劑形成微乳液。其中，TEOS取用O. ImL,攪拌IOmin ;表面活性劑取用NP5,用量ImL,攪拌30min。繼而在攪拌條件下加入催化劑以催化反相微乳液聚合反應(yīng)。其中，催化劑選用甲基胺，用量O. ImL,在避光條件下持續(xù)攪拌。步驟三、在步驟二的反相微乳液聚合反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間Tl后，在進(jìn)行該反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止反應(yīng)，對(duì)終止了反應(yīng)的溶液進(jìn)行離心處理，獲得SiO2包覆量子點(diǎn)Cu: CdS/ZnS的納米復(fù)合顆粒(如圖I所示)并使用乙醇對(duì)該納米復(fù)合顆粒進(jìn)行清洗。其中，時(shí)間Tl設(shè)定為24h。實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到該納米復(fù)合發(fā)光材料的平均顆粒直徑為23. 5±0. 4nm，根據(jù)復(fù)
合材料折射率計(jì)算公式
權(quán)利要求
1.一種折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其特征在于，由SiO2納米顆粒組成，所述SiO2納米顆粒為SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒或SiO2包覆多個(gè)均勻散布的量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒。
2.如權(quán)利要求I所述的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其中所述量子點(diǎn)為 CdS, HgS, CdSe, CdTe, ZnSe, HgSe, ZnTe, Zn。、PbSe, HgTe, CaAs, InP、InCaAs,CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdS/ZnS、Cd/Ag2S、CdS/Cd(0H)2、CdTe/ZnS、CdTe/CdS、CdSe/ZnSe、CdS/HgS、CdS/HgS/CdS、ZnS/CdS、ZnS/CdS/ZnS、ZnS/HgS/ZnS/CdS、CdSe/CuSe、CdSeTe,CdSeTe/CdS/ZnS、Mn:CdS、Mn:CdS/ZnS、Cu:CdS、Cu:CdS/ZnS、Cu:ZnS、Mn:ZnS、Mn:ZnSe/ZnS、Mn:ZnSe/ZnO、Cu:ZnSe> Cu:ZnSe/ZnS、Tb:CdS> Tb:CdS/ZnS 或 Tb:ZnS 中的任意一種；所述量子點(diǎn)的尺寸在2-10nm的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其中所述SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒發(fā)出單色光，其折射率在I. 42-1. 98之間。
4.如權(quán)利要求I所述的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其中所述量子點(diǎn)為 CdS、HgS、CdSe、CdTe，ZnSe、HgSe、ZnTe、ZnO, PbSe、HgTe、CaAs、InP、InCaAs、CdSe/ZnS, CdSe/ZnSe、CdS/ZnS、Cd/Ag2S、CdS/Cd(OH)2, CdTe/ZnS、CdTe/CdS、CdSe/ZnSe、CdS/HgS,CdS/HgS/CdS、ZnS/CdS、ZnS/CdS/ZnS、ZnS/HgS/ZnS/CdS、CdSe/CuSe、CdSeTe,CdSeTe/CdS/ZnS、Mn: CdS、Cu: CdS、Cu: ZnS、Mn: ZnS、Mn: ZnSe、Cu: ZnSe、Tb: CdS 或 Tb: ZnS 中的任意多種的組合；所述量子點(diǎn)的尺寸在2-10nm的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其中所述SiO2包覆多個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒發(fā)出多色光，其折射率在I. 42-1. 98之間。
6.如權(quán)利要求I所述的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其中所述SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒的制備方法包括 步驟一、將所述量子點(diǎn)溶于環(huán)己烷，或者將所述量子點(diǎn)先溶于有機(jī)試劑中，然后再溶于環(huán)己燒中； 步驟二、在步驟一得到的溶液中，加入TE0S、表面活性劑和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)； 步驟三、在所述反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間(Tl)后，在進(jìn)行所述反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止所述反應(yīng),對(duì)終止了所述反應(yīng)的溶液進(jìn)行離心處理,獲得所述SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒。
7.如權(quán)利要求I所述的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其中所述SiO2包覆多個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒的制備方法包括 步驟一、在攪拌條件下，在環(huán)己烷中加入TE0S、表面活性劑和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)； 步驟二、在所述反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間(T2)后，在進(jìn)行所述反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止所述反應(yīng)，對(duì)終止了所述反應(yīng)的溶液進(jìn)行離心處理，獲得SiO2納米顆粒； 步驟三、用乙醇清洗所述SiO2納米顆粒后將其分散于乙醇中得到所述SiO2納米復(fù)合顆粒的乙醇溶液； 步驟四、在所述乙醇溶液中，在攪拌條件下加入硅烷偶聯(lián)劑以對(duì)所述SiO2納米顆粒進(jìn)行表面修飾，經(jīng)過時(shí)間(T3)后，通過離心處理獲得經(jīng)過所述表面修飾的SiO2納米顆粒并對(duì)其進(jìn)行乙醇清洗及烘干； 步驟五、將所述量子點(diǎn)溶于環(huán)己烷，或者將所述量子點(diǎn)先溶于有機(jī)試劑中，然后再溶于環(huán)己燒中； 步驟六、在步驟五得到的溶液中，在攪拌條件下加入表面活性劑以形成微乳液； 步驟七、在所述微乳液中，在攪拌條件下加入完成步驟四后得到的SiO2納米顆粒，然后在攪拌條件下依次加入TEOS和催化劑以進(jìn)行催化的反相微乳液聚合反應(yīng)； 步驟八、在步驟七所述的反應(yīng)進(jìn)行了時(shí)間(T4)后，在進(jìn)行所述反應(yīng)的溶液中滴加丙酮以終止所述反應(yīng)，對(duì)終止了所述反應(yīng)的溶液進(jìn)行離心處理，獲得所述SiO2包覆多個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒。
8.如權(quán)利要求6或7所述的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其中所述有機(jī)試劑與環(huán)己烷互溶，所述有機(jī)試劑是疏水性的，所述有機(jī)試劑是正己烷、甲苯、二甲苯、對(duì)氯甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和石油醚試劑中的任意一種試劑或任意多種試劑的混合物；所述表面活性劑是表面活性劑NP5、NP9和Triton X-100中的任意一種表面活性劑或任意多種表面活性劑的混合物；所述催化劑是催化劑甲基胺、氨水和二甲胺中的任意一種催化劑或任意多種催化劑的混合物，所述時(shí)間(Tl)為20-80小時(shí)。
9.如權(quán)利要求7所述的折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，其中所述時(shí)間(T2)為20-80小時(shí)，所述時(shí)間(T3)為12-80小時(shí)，所述時(shí)間(T4)為20-80小時(shí)。
10.一種用于光電器件的透明復(fù)合材料，其特征在于由如權(quán)利要求I所述的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料與高分子封裝材料復(fù)配形成，所述復(fù)配包括 步驟一、將所述高分子封裝材料和固化劑用渦旋混合器混合，使兩者均勻互溶形成第一混合物； 步驟二、在所述第一混合物中加入所述SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料的溶液并使用渦旋混合器使其均勻分散在所述第一混合物中以形成第二混合物，所述溶液為所述SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料的乙醇溶液； 步驟三、將所述第二混合物置于真空烘箱至其中的氣泡完全消失； 步驟四、將經(jīng)過步驟三處理的第二混合物滴在所述光電器件的表面并進(jìn)行熱處理； 所述光電器件為藍(lán)光LED或紫光LED。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種折射率可調(diào)的SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合發(fā)光材料，由SiO2納米顆粒組成，該SiO2顆粒為SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒或SiO2包覆多個(gè)均勻散布的量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒。本發(fā)明并公開了通過反相微乳液聚合反應(yīng)制備SiO2包覆單個(gè)量子點(diǎn)以及多個(gè)量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒的方法。由于在實(shí)際使用中可以通過調(diào)節(jié)TEOS、表面活性劑、催化劑及量子點(diǎn)的用量以及反應(yīng)時(shí)間等工藝參數(shù)，來調(diào)節(jié)SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合顆粒中的SiO2殼層厚度和量子點(diǎn)核心的比例，從而可以調(diào)節(jié)SiO2包覆量子點(diǎn)的納米復(fù)合材料的折射率。本發(fā)明的納米復(fù)合發(fā)光材料的折射率在1.42-1.98之間可調(diào)。
文檔編號(hào)C08L83/04GK102816563SQ20121031335
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者李萬萬, 孫康, 趙冰夏, 王解兵 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)