[发明专利]一种用油胺合成硫化锌量子点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类II-VI族化合物半导体量子点的合成方法，具体涉及一种用油胺合成硫化锌量子点的方法。

背景技术

ZnS是一种宽禁带II-VI族半导体材料，它具有红外透视、荧光、磷光等特性，闪锌矿和纤锌矿结构硫化锌的禁带宽度分别为3.68eV和3.91eV。ZnS是迄今为止电致发光材料的最佳基质之一，应用于许多领域，如：等离子及电致发光、平板显示(如场发射显示)、阴极射线管(用于雷达、电视及示波器)材料。此外，它还应用于传感器，X射线荧光检测，也可用于制作光电(太阳能)敏感元件、纳米材料激光制作及用于制造特殊波长控制的光电识别标志等。

量子点是指尺寸小于相应材料的玻尔激子半径的半导体纳米晶体。量子点由于具有尺寸和形态相关的物理及化学性质，是一类具有广泛应用前景的新型功能材料。与传统的有机荧光染料相比，量子点具有光谱性能优良和荧光发射波长可由量子点粒径调节等优点。ZnS量子点相对于体块材料具有更宽的禁带宽度，而且其大小还可以通过控制颗粒的大小来调节。

目前制备ZnS量子点的方法较多，有固相法、液相法和气相法，其中液相法的制备形式多样、操作简单、粒度可控，因而备受重视，但其缺点是易发生团聚现象。目前已知的这些方法要么要使用一些有毒的前驱液，要么反应条件苛刻，或者难以制备尺寸小的均匀量子点。因此，低温无毒制备颗粒均匀的ZnS量子点具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够得到纳米尺寸的ZnS量子点材料，还可以进一步实现ZnS量子点粒径大小的有效调节，从而控制其禁带宽度和光致发光的发射谱的用油胺合成硫化锌量子点的方法。

为达到上述目的，本发明采用的合成方法如下：

1)首先，将0.5～4毫摩尔的二水硝酸锌和5～15毫升的油胺混合，然后将该混合溶液加热到60～120℃保温30～120分钟，并通入氩气，同时剧烈搅拌得混合溶液A；

2)其次，向混合溶液A中加入0.5～4毫摩尔的硫粉并加热到60～240℃，整个过程通入氩气，同时剧烈搅拌，反应10～120分钟得溶液B；

3)然后，向溶液B中加入10～20毫升乙醇并以4000～8000rpm的速度离心3～10分钟，去掉上清液得到沉淀；

4)向沉淀物中加入5～10毫升氯仿、四氯乙烯或正己烷和10～20毫升乙醇并超声使沉淀全部溶解，溶液混合均匀，以4000～8000rpm的速度离心3～10分钟，去除上清液得到沉淀，再向该沉淀中加入5～10毫升氯仿或四氯乙烯或正己烷和10～20毫升乙醇并超声使沉淀全部溶解，溶液混合均匀，以4000～8000rpm的速度离心3～10分钟，去除上清液得到沉淀重复3次；

5)最后，向步骤4)的沉淀中加入5～10毫升氯仿或四氯乙烯或正己烷，超声使沉淀全部溶解，以8000～12000rpm的速度离心10～20分钟，得到悬浮液，去掉沉淀，该悬浮液即为所需的ZnS量子点。

本发明的二水硝酸锌与硫粉的物质的量之比为1∶1。

本发明在较低温度下加热搅拌除去反应溶液中的氧气和水分并使反应物均匀充分的溶解在溶剂中；然后加热到高温，避免从低温到高温这一升温过程太慢而导致副产物的生成及升温速率不同而导致产物的差异。清洗过程用到乙醇和氯仿或四氯乙烯或正己烷，乙醇作为沉淀剂，氯仿或四氯乙烯或正己烷作为分散剂。这种合成方法不仅适应于ZnS量子点的合成，同样也适应于ZnSe量子点的合成。

附图说明

图1是合成的ZnS量子点的XRD图，其中横坐标为角度，纵坐标为相对强度；

图2是合成的ZnS量子点的TEM图；

图3是合成的ZnS量子点的UV吸收光谱图，其中横坐标为波长，纵坐标为吸收；

图4是合成的ZnS量子点的PL谱，其中横坐标为波长，纵坐标为标准化光致发光强度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

1)首先，将0.5毫摩尔的二水硝酸锌和5毫升的油胺混合，然后将该混合溶液加热到60℃保温100分钟，并通入氩气，同时剧烈搅拌得混合溶液A；

2)其次，向混合溶液A中加入0.5毫摩尔的硫粉并加热到60℃，整个过程通入氩气，同时剧烈搅拌，反应120分钟得溶液B；

3)然后，向溶液B中加入10毫升乙醇并以4000rpm的速度离心10分钟，去掉上清液得到沉淀；