一种抗溶剂量子点薄膜的制备方法与量子点薄膜

1.本发明涉及量子点领域，尤其涉及一种抗溶剂量子点薄膜方法与量子点薄膜。


背景技术：

2.胶体(colloid)量子点是基于液相分布的纳米材料体系。胶体量子点通过不同的制备工艺(旋涂、打印、转印和涂布等)，制备量子点单层或多层薄膜。由于在量子点体系中，量子点分散在溶剂中，成膜后溶剂挥发，形成只有量子点堆积的固体薄膜。量子点薄膜在外界溶剂作用下(机械力，溶解等)，薄膜形态不能维持。因此胶体量子点的应用受到很大限制。例如qled的制备过程中，由于量子点薄膜没有抗溶剂性，量子点可能被上层的溶剂冲走，限制了qled的制备工艺和材料选择，从而制约了qled的性能和应用。
3.目前量子点抗溶剂的方法主要运用物理方法，即使用与量子点溶剂相对的正交溶剂，正交溶剂能防止对量子点薄膜的侵蚀作用。此方法的问题是正交溶剂的选择有限，同时也限制了溶质材料的选择。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗溶剂量子点薄膜的制备方法与量子点薄膜，旨在解决现有技术的量子点抗溶剂方法的使用限制等问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种抗溶剂量子点薄膜的制备方法，包括步骤：
8.(1)将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜，成膜后将量子点薄膜中的溶剂挥发，形成只有量子点的量子点薄膜；
9.(2)将量子点薄膜放入极性质子溶剂气氛的腔体中，热处理一定时间，得到所述的抗溶剂量子点薄膜。
10.所述抗溶剂量子点薄膜的方法，其中，步骤(1)中，通过旋涂、打印、转印或涂布的方式，将胶体量子点制成一层或多层量子点薄膜。
11.所述抗溶剂量子点薄膜的方法，其中，步骤(1)中，溶剂自然挥发或通过加热方式挥发。
12.所述抗溶剂量子点薄膜的方法，其中，步骤(2)中，极性溶剂包括水、甲醇、乙醇等极性质子液体溶剂；最优选为水。
13.所述抗溶剂量子点薄膜的方法，其中，步骤(2)中，热处理时间为1～100min，热处理温度为30℃～200℃。作为优选，热处理温度为80～200℃，热处理时间为3～60min。
14.本发明还提供了一种抗溶剂量子点薄膜，其中，采用上述任一所述的抗溶剂量子点薄膜的方法制备而成。
15.同现有技术相比，本发明的有益效果如下：
16.本发明采用抗溶剂量子点薄膜的方法，操作简单，耗时短，条件要求低，对反应物
没有特殊要求，而且不会产生新物质。另外，本发明经过抗溶剂处理的薄膜在稳定性上优于传统方法，并且其光学及电学性质没有变化，能够扩大溶液法的应用和选材范围。
附图说明
17.图1为本发明的一种抗溶剂量子点薄膜的制备方法较佳实施例的流程图。
18.图2为无抗溶剂处理量子点薄膜溶剂洗涤前和无抗溶剂处理量子点薄膜溶剂洗涤后的荧光光谱对比图。
19.图3为抗溶剂处理量子点薄膜溶剂洗涤前和抗溶剂处理量子点薄膜溶剂洗涤后的荧光光谱对比图。
20.图4为无抗溶剂处理量子点薄膜与抗溶剂处理量子点薄膜的荧光量子效率对比图。
21.图5为无抗溶剂处理量子点薄膜与抗溶剂处理量子点薄膜的荧光量子效率对比图。
22.图6为量子点a、b与c吸收光谱。
具体实施方式
23.本发明提供一种抗溶剂量子点薄膜的制备方法与量子点薄膜，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.图1为本发明的一种抗溶剂量子点薄膜的制备方法较佳实施例的流程图，如图所示，其中包括以下步骤：
25.s100、将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜，成膜后将量子点薄膜中的溶剂挥发，形成只有量子点的量子点薄膜。
26.s200、将量子点薄膜放入极性质子溶剂气氛的腔体中。
27.s300、热处理一定时间，从而得到具有抗溶剂性的量子点薄膜。
28.抗溶剂技术是通过极性质子溶剂作为反应剂，并通过热处理使其与量子点表面配体交换，改变量子点的溶解度，从而得到抗溶剂量子点薄膜。本发明抗溶剂量子点薄膜的方法，其耗时短(几分钟)，条件要求低(低温)，对反应物没有特殊要求。而且不会产生新物质。另外，本发明经过抗溶剂处理的量子点其光学及电学性质没有变化，能够扩大溶液法的应用和选材范围。
29.图2为本发明的一种抗溶剂量子点薄膜的制备的示意图，如图所示,量子点薄膜处于极性质子分子氛围中，热处理一定时间后，取出即完成抗溶剂处理。
30.本发明还提供一种量子点薄膜，其采用任一上述的抗溶剂量子点薄膜的方法制备而成。通过抗溶剂处理的量子点薄膜，具有更好的抗溶剂和抗机械力性能。且不会改变其本来的光学和电学性质。
31.下面通过实施例对本发明进行详细说明。
32.实施例1
33.再配置10mg/ml的red-qd cdse/znse/zns量子点溶液，在氮气环境中旋涂于玻璃基底上。旋涂条件为2000rpm，45s，形成约10nm的量子点薄膜。将量子薄膜置于富水蒸汽的
腔体中，120℃热处理5mi(c:抗溶剂处理/清洗前的量子点)。然后使用过量正辛烷对量子点薄膜进行旋涂(d:抗溶剂处理/清洗后的量子点)。
34.实施例2
35.配置10mg/ml的greed-qd cdse/znse/zns量子点溶液，在氮气环境中旋涂于玻璃基底上。旋涂条件为2000rpm，45s，形成约10nm的量子点薄膜。将量子薄膜置于富乙醇蒸汽的腔体中，120℃热处理5min后，取出样品。样品处理后，无法用溶剂清洗。
36.实施例3
37.配置30mg/ml的red-qd cdse/znse/zns量子点溶液，在氮气环境中旋涂于玻璃基底上。旋涂条件为4000rpm，45s，形成约50nm的量子点薄膜。将量子薄膜置于富乙醇蒸汽的腔体中，120℃热处理5min后，取出样品。样品处理后，无法用溶剂清洗。
38.对比例1
39.配置10mg/ml的red-qd cdse/znse/zns，在氮气环境中旋涂于玻璃基底上。旋涂条件为2000rpm，45s，形成约10nm的量子点薄膜(a:无抗溶剂处理/清洗前的量子点)；然后使用过量正辛烷对量子点薄膜进行旋涂(b:无抗溶剂处理/清洗后的量子点)。
40.样品测试：
41.使用光谱仪测量量子点a与b的发射光谱，得到无抗溶剂处理量子点薄膜溶剂洗涤前和无抗溶剂处理量子点薄膜溶剂洗涤后的荧光光谱对比图，结果见图3。测量量子点c与d的发射光谱，得到抗溶剂处理量子点薄膜溶剂洗涤前和抗溶剂处理量子点薄膜溶剂洗涤后的荧光光谱对比图，结果见图4。结果显示，量子点成膜后，用过量的量子点溶剂洗涤量子点薄膜。溶剂洗涤有机械力和溶解作用。如图3所示，未处理的量子点薄膜在洗涤后完全移除，没有荧光信号。如图4所示，处理的量子点薄膜在洗涤后，仍有荧光信号，这是因为抗溶剂处理后的量子点薄膜有效抵挡机械力和溶解作用。
42.使用光谱仪测量量子点a与c的plqy，得到图5为无抗溶剂处理量子点薄膜与抗溶剂处理量子点薄膜的荧光量子效率对比图。未处理和处理的量子点薄膜的荧光量子效率相当，说明抗溶剂处理不会影响量子点薄膜的光学和电学性质。
43.使用uv-3100测量量子点a的吸收光谱得到无处理量子点曲线,测量b与c吸收光谱分别得到无处理量子点/清洗后和抗溶剂量子点/清洗后的曲线，结果见图6。对比可知：与不洗涤的量子点薄膜，无抗溶剂处理的量子点薄膜吸收急剧减小，说明薄膜受到溶剂作用明显移除；而抗溶剂处理的量子点吸收曲线略有减小，且吸收曲线的形状没有改变，说明抗溶剂处理后的量子点既有优异的抗溶剂能力，同时也没有改变本身的光电性质。
44.综上所述，本发明提供的一种抗溶剂量子点薄膜的制备方法与量子点薄膜，使量子点薄膜具有抗溶剂和机械力的作用。本发明的耗时短，操作简单，调节要求低，对反应物无特殊要求，而且不会产生新物质。另外，本发明制备的量子点薄膜其光学及电学性质没有变化，能够扩大溶液法的应用和选材范围。
45.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域的普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种抗溶剂量子点薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜，成膜后将量子点薄膜中的溶剂挥发，形成只有量子点的量子点薄膜；(2)将量子点薄膜放入极性质子溶剂气氛的腔体中，热处理一定时间，得到所述的抗溶剂量子点薄膜。2.根据权利要求1所述的抗溶剂量子点薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，通过旋涂、打印、转印或涂布的方式，将胶体量子点制成一层或多层量子点薄膜。3.根据权利要求1所述的抗溶剂量子点薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，溶剂挥发通过自然挥发或通过加热方式挥发。4.根据权利要求1所述的抗溶剂量子点薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述极性质子溶剂为水、甲醇、乙醇中的一种或者多种。5.根据权利要求1所述的抗溶剂量子点薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，热处理时间为3～60min，热处理温度为80℃～200℃。6.根据权利要求1所述的抗溶剂量子点薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，热处理温度为80～200℃，热处理时间为3～60min。7.一种抗溶剂量子点薄膜，其特征在于，采用如权利1～6任一所述的抗溶剂量子点薄膜的方法制备而成。

技术总结
本发明公开了一种抗溶剂量子点薄膜的制备方法与量子点薄膜，其中，方法包括步骤：将胶体量子点制备成一层或多层量子点薄膜，成膜后量子点薄膜中的溶剂挥发，形成只有量子点的量子点薄膜；将量子点薄膜将量子点薄膜放入极性质子溶剂气氛的腔体中；热处理一定时间，从而得到具有抗溶剂性的量子点薄膜。发明的耗时短，操作简单，调节要求低，对反应物无特殊要求，而且不会产生新物质。另外，本发明制备的量子点薄膜其光学及电学性质没有变化，能够扩大溶液法的应用和选材范围。溶液法的应用和选材范围。溶液法的应用和选材范围。


技术研发人员：刘祖刚 龚欣泉 胡乾庆 司俊杰
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/10/8