[发明专利]一种含有高级脂肪酸的量子点复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种量子点复合材料，更具体地说，涉及一种含有高级脂肪酸的量子点复合材料及其制备方法。

背景技术

当材料尺寸减少到纳米量级时，由于其纳米效应，材料将产生许多新颖而独特的优于传统材料的各种功能特性，在微电子、生物工程、化工、医学等领域具有广泛的应用价值。

近几年,以过渡金属为激活离子的纳米发光材料，由于其优异的光学特性，如吸收波长宽且连续，荧光发射峰可调谐，荧光寿命长等，在发光器件、荧光成像、太阳能电池、荧光检测和生物标记等领域表现出广阔的应用前景。然而当量子点用于发光器件或荧光检测时，在25-100℃范围内，量子点吸收峰波长和光致发光光谱波长发生的红移一般均小于10nm。再者，虽然发光强度与温度具有一定的线性关系，但随温度变化，其发光强度非常小，在低于热猝灭温度下，较小的温度变化不会引起发光强度大幅增强或减弱。因此，现有技术不能制备出温度敏感性非常高的量子点。

发明内容

为了克服现有技术中的不足之处，本发明提供了一种温度敏感性非常高的含有高级脂肪酸的量子点复合材料。

本发明提供的一种含有高级脂肪酸的量子点复合材料，其包括透光性基质、二氧化硅层和量子点层，所述二氧化硅层位于所述透光性基质上，所述量子点层位于所述二氧化硅层上，所述二氧化硅层由二氧化硅纳米微球自组装而形成，所述量子点层由量子点自组装而形成，所述二氧化硅纳米微球包括壳层和内核，所述壳层为SiO₂，所述内核为高级脂肪酸。

所述量子点为巯基羧酸修饰的量子点；所述二氧化硅纳米微球的表面经过 三氨基硅烷和聚合氯化铝改性处理，其中，三氨基硅烷的化学式为H₂N-CH₂-CH₂-NH-CH₂-CH₂-NH-(CH₂)₃-Si-(OCH₃)₃。

在所述量子点复合材料中，所述SiO₂与所述高级脂肪酸的重量比例为(0.2～1.2)：1。

所述量子点可以采用本领域常规使用的量子点。所述量子点为CdTe、CdSe、InP、InAs、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe、CdTe/ZnS、CdHgTe/ZnS、HgTe/HgCdS量子点中的一种或几种。量子点的粒径可以为1-100nm，优选为2-20nm，但不限制于此。

所述二氧化硅层厚度为50nm～600nm，优选为60nm～500nm，所述量子点层厚度为2～150nm，优选为5～100nm；所述二氧化硅纳米微球的平均粒径为50nm～600nm，优选为60nm～500nm。

高级脂肪酸为C₉～C₁₈的高级脂肪酸，优选为癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、软脂酸、珠光酯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸中的一种或多种。

本发明还提供的上述含有高级脂肪酸的量子点复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将高级脂肪酸和表面活性剂加入到乙醇水溶液中，然后加热使高级脂肪酸熔融并搅拌均匀，制得含有高级脂肪酸的乳化液，然后在所述乳化液中加入正硅酸乙酯，加入碱溶液调节pH至9～12，然后进行水解反应，搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥后，即得到二氧化硅包覆高级脂肪酸的二氧化硅纳米微球；

(2)将所述二氧化硅纳米微球加入水中，超声震荡30min，得到二氧化硅纳米微球的分散液，将透光性基质垂直插入用于制备二氧化硅纳米微球的分散液中进行垂直生长，取出干燥，制得覆盖于透光性基质表面的二氧化硅层；

(3)将覆盖有二氧化硅层的透光性基质垂直放置于量子点的水溶液中，取出干燥，便得到量子点复合材料。

在(1)步骤中，所述高级脂肪酸、表面活性剂和乙醇水溶液重量比例为10：(0.1～3.0)：(20～100)，所述乙醇水溶液中乙醇与水的重量比为(1～5):1； 所述高级脂肪酸与正硅酸乙酯酸类催化剂的重量比例为10：(5～40)。

所述表面活性剂为聚乙二醇、蔗糖酯、聚山梨酯、十八烷基苯磺酸、十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠中的一种或多种，优选为十二烷基硫酸钠和/或十四烷基硫酸钠。

在(2)步骤中，所述量子点的水溶液为巯基羧酸修饰的量子点的水溶液。所述浸泡的时间为5min～240min。