[发明专利]一种钙钛矿量子点溶胶的制备方法

说明书

本发明提出一种化学式为CsPbX₃(X=Cl、Br、I)钙钛矿量子点溶胶的制备方法，该钙钛矿量子点溶胶由前驱体在可聚合的丙烯酸类单体溶剂中直接制备，再加入丙烯酸类的齐聚物得到溶胶，该溶胶在加入紫外光固化剂后可以直接用于涂覆并紫外光固化为薄膜活着直接成型成所需形状的材料，本发明提出的溶胶的制备方法简单，生产成本低，效率高，无环境污染问题。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种量子点溶胶的制备方法。

背景技术

近年来, 全无机金属卤化物钙钛矿量子点CsPbX₃ ( X = Cl，Br，I)因为它独特的光学特性，可调的发射波长（400 ～ 700 nm）、窄的发射光谱、高效的发光效率（～ 90%）等诸多优点，被认为在LED照明和量子点显示技术领域有着广阔的应用前景。因此，近年来对该类无机铅卤钙钛矿材料的报道越来越多，而目前报道中合成的钙钛矿量子点在大规模生产和稳定性方面还存在很多问题，并且成本昂贵。

如中国发明专利公开号CN106379932A公开了一种室温下CsPbX₃(X＝Cl、Br、I)量子点的简单合成方法，采用一种含卤元素的有机溶剂作为作为催化剂，使在室温下无法反应的铯源和铅源反应，合成CsPbX₃量子点，该方法在常温下合成量子点，且量子点波长可覆盖450nm‐760nm。然而，该量子点的稳定性很差，无法长久保存，也达不到应用的要求。中国发明专利公开号CN105523581A公开了一种在高温下将溶解了PbBr₂的前驱体溶液与铯盐反应合成量子点的方法，得到了单一尺寸的CsPbX₃纳米晶，然而该反应在高温下进行，不利于大规模生产，并且也没有提到提高稳定性。文献［J．Adv Mater，2015，27( 44) : 7162-7167］报道了利用不同极性的有机溶液合成无机铅卤钙钛矿CsPbBr3 量子点，并通过离心对得到的量子点进行多次清洗、提纯，除去有机溶剂。但结果明显地看到，发光峰位随清洗次数的增加逐渐红移。对样品进行红外测试，发现CsPbBr3纳米晶表面上来自于油胺、油酸、十八烯的有机基团随着清洗的次数增加越来越少，且样品的发光强度越来越低。文献［J.Am. Chem. Soc, 2016. 138(18): p. 5749-52］报道了一种采用四甲氧基硅烷水解形成SiO₂包裹纳米晶的方法，一方面消耗掉少量的水，排除水对稳定性的影响；另一方面通过SiO₂包裹保护钙钛矿纳米晶。结果表明CsPbBr₃纳米晶的稳定性得到显著的提高，但稳定性还远远不够达到应用的要求。

目前，钙钛矿量子点在应用时是先制备出量子点，然后再将所获得量子点分散于有机溶剂再与聚合物混合均匀得到有一定粘度的溶胶后进行成膜，需要的步骤较多，且消耗大量的有机溶剂，生产成本高，对环境污染大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种钙钛矿量子点溶胶及量子点膜的制备方法，其特征是化学式为CsPbX₃(其中：X=Cl、Br、I) 的钙钛矿量子点在可光固化聚合的丙烯酸类单体中直接制备，该溶胶的具体的制备步骤为：将碳酸铯、氧化铅、长链有机酸溶解于丙烯酸类单体得到，将烷基卤化铵和长链有机酸溶解于丙烯酸类单体得到溶液B，其中，烷基卤化铵、长链有机酸、和丙烯酸类单体的摩尔比为：3：2-30：50-10000，将溶液A和溶液B于0-60^oC混合搅拌0.1-30min，然后加入有机硅烷类稳定剂并搅拌1-8h，其中：碳酸铯：氧化铅：烷基卤化铵：有机硅烷类稳定剂的摩尔比为1：0.88-1.19：2.89-3.19：0.5-5，再加入总质量0-50%的丙烯酸类聚合物使其完全溶解后即得到钙钛矿量子点溶胶。