盲专网 - 一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2019-12-31

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2020-05-29

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2022-11-11

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2039-12-31

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201911425196.8	申请日	2019-12-31
公开/公告号	CN111100630B	公开/公告日	2022-11-11
授权日	2022-11-11	预估到期日	2039-12-31
申请年	2019年	公开/公告年	2022年
缴费截止日
分类号	C09K11/56 、C09K11/62 、B82Y20/00 、B82Y30/00 、B82Y40/00	主分类号	C09K11/56
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	4
权利要求数量	5	非专利引证数量	1
引用专利数量	0	被引证专利数量	0
非专利引证	1、CN 106833610 A,2017.06.13黄博.厚壳层红绿量子点及其在显示背光源上的应用研究《.中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士) 基础科学辑》.2019,(第5期),;
引用专利		被引证专利
专利权维持	3	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	杭州电子科技大学	第一申请人	杭州电子科技大学
专利权人	杭州电子科技大学	当前专利权人	杭州电子科技大学
发明人	黄博、张辉朝	第一发明人	黄博
地址	浙江省杭州市下沙高教园区2号大街	邮编	310018
申请人数量	1	发明人数量	2
申请人所在省	浙江省	申请人所在市	浙江省杭州市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

杭州君度专利代理事务所

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

杨舟涛

摘要

本发明公开了一种CuInS2/ZnS量子点纳米材料的高温制备方法。具体包括以下步骤：(1)制备平均尺寸为2.7nm的CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯；(2)将氧化锌和油酸在氩气环境下升温至300℃，反应30分钟后降温至60℃，与三正辛胺混合，获得锌前驱溶液；(3)将硫粉与三正辛基磷在氩气环境下超声至溶液澄清，得到硫前驱溶液；(4)取步骤(1)中量子点100nmol，加入三正辛胺，在氩气环境下加热至300℃，稳定3‑4分钟，依次注入步骤(2)中的锌前驱溶液和步骤(3)中的硫前驱溶液，之后每隔1小时重复上述注入过程，总注入次数为4‑5次，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料。

摘要附图
说明书附图：图1
说明书附图：图2
说明书附图：图3
说明书附图：图4
说明书附图：图5

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2022-11-11	授权
2	2020-05-29	实质审查的生效	IPC(主分类): C09K 11/56 专利申请号: 201911425196.8 申请日: 2019.12.31
3	2020-05-05	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤(1)、制备CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯中，CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为38～52.6nmol/mL；
步骤(2)、将氧化锌和油酸在氩气环境下升温至290～300℃，反应20～40分钟后降温至
40～80℃，与三正辛胺混合，得到锌前驱溶液，锌前驱溶液中氧化锌的浓度为0.48mol/L～
0.52mol/L，油酸与三正辛胺的体积比为1:1；
步骤(3)、在氩气环境下，将硫粉与三正辛基磷溶液超声至澄清，得到硫前驱溶液，硫前驱溶液中硫的浓度为0.98～1.02mol/L；
步骤(4)、取步骤(1)中产物，加三正辛胺，在氩气氛围下将溶液加热至290～300℃，稳定3～4分钟，步骤(1)中的产物与三正辛胺的体积比为1:4～1:6；
步骤(5)、依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液和步骤(3)中硫前驱溶液，硫前驱溶液、锌前驱溶液和三正辛胺的体积之比为1:2:16～1:2:24；
步骤(6)、每隔1小时重复步骤(5)，重复3～4次后，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料。

2.根据权利要求1所述的一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于：将步骤(6)得到的CuInS2/ZnS量子点纳米材料进行提纯，将纯化后的量子点溶于正己烷，量子点溶于正己烷后的浓度小于300nmol/mL，用高速离心机进行离心，离心机温度设定为2～10℃，离心机转速为19000～22000转/分钟，离心时间为8～10分钟，取出上层和下层清液，得到尺寸更加均一的量子点纳米材料，上层和下层清液的体积比为1:1～1:2。

3.如权利要求1所述的一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于：步骤(1)中制备的CuInS2/ZnS量子点的平均尺寸为2～4nm。

4.如权利要求1所述的一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于：步骤(2)中的反应时间为25～30分钟。

5.如权利要求1所述的一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其特征在于：步骤(2)中将氧化锌和油酸在氩气环境下升温至300℃。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法。

背景技术

[0002] 白光LED是新一代节能照明产业的主要发展方向之一，它具有功耗低、寿命长、发光效率高、环保等很多其它传统照明光源无法比拟的优势，因此被认为是 21世纪新一代的绿色光源。制备白光LED器件的常规方法是在蓝光LED芯片上涂覆下转换荧光粉(YAG:Ce)。荧光粉把LED芯片所发射的部分蓝光转换为黄光，黄光与透射出的蓝光混合形成白光。该传统白光LED的显色指数较低，不利于照明，同时还存在严重的光照老化问题。作为新一代发光材料，半导体量子点具有优异的光学性质，可作为荧光下转换材料替代荧光粉来制造白光LED器件。虽然基于CdSe量子点的白光LED已经被大量研究，但由于该量子点具有毒性和严重的自吸收，它的应用受到了限制。因此，研发自吸收弱和毒性低的量子点纳米材料来替代YAG:Ce荧光粉，对我国的白光LED照明产业有重要意义。

发明内容

[0003] 本发明提供一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法。该方法能在较短的时间内制备具有较厚壳层的CuInS2/ZnS半导体量子点纳米材料。

[0004] 本发明的具体技术方案如下：

[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法，其步骤如下：

[0006] 步骤(1)、制备CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯中，CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为38～52.6nmol/mL；优选量子点的浓度为50nmol/mL，优选量子点的平均尺寸为2.7nm；

[0007] 步骤(2)、将氧化锌和油酸在氩气环境下升温至290～300℃，反应20～40 分钟后降温至40～80℃，与三正辛胺混合，得到锌前驱溶液；

[0008] 所述的锌前驱溶液中氧化锌的浓度为0.48mol/L～0.52mol/L，油酸与三正辛胺的体积比为1:1；

[0009] 步骤(3)、在氩气环境下，将硫粉与三正辛基磷溶液超声至澄清，得到硫前驱溶液；

[0010] 所述的硫前驱溶液中硫的浓度为0.98～1.02mol/L；

[0011] 步骤(4)、取步骤(1)中产物，加三正辛胺，在氩气氛围下将溶液加热至 290～300℃，稳定3～4分钟；

[0012] 所述的步骤(1)中的产物与三正辛胺的体积比为1:4～1:6；

[0013] 步骤(5)、依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液和步骤 (3)中硫前驱溶液；

[0014] 所述的硫前驱溶液、锌前驱溶液和三正辛胺的体积之比为1:2:16～1:2:24；

[0015] 步骤(6)、每隔1小时重复步骤(5)，重复3～4次后，得到CuInS2/ZnS 量子点纳米材料。

[0016] 本技术方案具有以下有益效果：

[0017] 相比较于传统方法包覆的CuInS2/ZnS量子点，本发明中的CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的制备方法可以提高ZnS壳层的生长速度而快速地制备出厚壳层的CuInS2/ZnS量子点，量子点的稳定性得到提高。

实施方案

[0023] 为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面申请人将结合具体实施例和附图对本发明做进一步的详细说明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0024] 实施方式一

[0025] (1)制备平均尺寸为2.7nm的CuInS2/ZnS量子点，将提纯后的量子点溶于十八烯，CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为50nmol/mL；CuInS2/ZnS 量子点的荧光光谱、透射电子显微镜图如图1‑2所示；

[0026] (2)将5mmol氧化锌和5mL油酸在氩气环境下升温至300℃，反应30分钟后降温至60℃，与5mL三正辛胺混合，获得浓度为0.5mol/L的锌前驱溶液；

[0027] (3)将2mmol硫粉与2mL三正辛基磷在氩气环境下超声至溶液澄清，得到浓度为1mol/L的硫前驱溶液；

[0028] (4)取第一步中产物2mL，加入10mL三正辛胺，在氩气氛围下加热至300℃，稳定3分钟；

[0029] (5)依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液1mL和步骤(3) 中的硫前驱溶液0.5mL；

[0030] (6)每隔1小时重复步骤(5)，重复3次后，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料；CuInS2/ZnS量子点的透射电子显微镜图如图3所示。

[0031] 实施方式二

[0032] (1)、制备平均尺寸为2nm的CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯中， CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为38nmol/mL；

[0033] (2)、将4.8mmol氧化锌和5mL油酸在氩气环境下升温至290℃，反应20 分钟后降温至40℃，与5mL三正辛胺混合，得到锌前驱溶液，锌前驱溶液中氧化锌的浓度为0.48mol/L；

[0034] (3)、在氩气环境下，将1.96mmol硫粉与2mL三正辛基磷溶液超声至澄清，得到硫前驱溶液，硫前驱溶液中硫的浓度为0.98mol/L；

[0035] (4)、取步骤(1)中产物2mL，加入8mL三正辛胺，在氩气氛围下将溶液加热至290℃，稳定3分钟；

[0036] (5)、依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液1mL和步骤 (3)中硫前驱溶液0.5mL；

[0037] (6)、每隔1小时重复步骤(5)，重复3次后，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料。

[0038] 实施方式三

[0039] 步骤(1)、制备平均尺寸为4nm的CuInS2/ZnS量子点，提纯后溶于十八烯中，CuInS2/ZnS量子点溶于十八烯后的浓度为52.6nmol/mL；

[0040] 步骤(2)、将5.2mmol氧化锌和5mL油酸在氩气环境下升温至300℃，反应40分钟后降温至80℃，与5mL三正辛胺混合，得到锌前驱溶液，锌前驱溶液中氧化锌的浓度为0.52mol/L；

[0041] 步骤(3)、在氩气环境下，将2.04mmol硫粉与2mL三正辛基磷溶液超声至澄清，得到硫前驱溶液，硫前驱溶液中硫的浓度为1.02mol/L；

[0042] 步骤(4)、取步骤(1)中产物2.1mL，加入12mL三正辛胺，在氩气氛围下将溶液加热至300℃，稳定4分钟；

[0043] 步骤(5)、依次向步骤(4)的产物注入步骤(2)中的锌前驱溶液2mL和步骤(3)中硫前驱溶液1mL；

[0044] 步骤(6)、每隔1小时重复步骤(5)，重复4次后，得到CuInS2/ZnS量子点纳米材料。

[0045] 实施方式四

[0046] (1)对实施方式一步骤(6)中得到的CuInS2/ZnS量子点纳米材料进行提纯，首先用正己烷和甲醇对该纳米材料进行多次萃取，然后用4000转/分钟的转速离心8分钟得到平均尺寸为7.7nm的CuInS2/ZnS大尺寸量子点。

[0047] (2)将步骤(1)中提纯后的CuInS2/ZnS的大尺寸量子点分散在8mL正己烷中，用高速离心机进行离心，设定离心机温度为5℃，转速为20000转/分钟，离心时间为8分钟后，分别取出上层清液4mL和下层清液4mL，从下层清液中可获得平均尺寸接近10nm的CuInS2/ZnS量子点，CuInS2/ZnS量子点上层和下层清液样品的荧光光谱图如图4所示，CuInS2/ZnS量子点下层清液样品的透射电子显微镜图如图5所示。

附图说明

[0018] 图1为实施方式一中步骤(1)和步骤(6)所制备的CuInS2/ZnS量子点的荧光光谱，其中虚线为步骤(1)中的小尺寸CuInS2/ZnS量子点，实线为步骤(6) 中在300℃反应4小时后得到的尺寸较大的CuInS2/ZnS量子点。

[0019] 图2为实施方式一中步骤(1)所制备的小尺寸CuInS2/ZnS量子点的透射电子显微镜图。

[0020] 图3为实施方式一步骤(6)中在300℃下反应4小时后得到的CuInS2/ZnS 量子点的透射电子显微镜图。

[0021] 图4为实施方式四中步骤(2)所制备的CuInS2/ZnS量子点上层和下层清液样品的荧光光谱图，其中实线为未经高速离心的样品的荧光光谱曲线。

[0022] 图5为实施方式四中步骤(2)所制备的CuInS2/ZnS量子点下层清液样品的透射电子显微镜图。

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一种CuInS2/ZnS大颗粒量子点纳米材料的高温制备方法 0 0

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