[发明专利]硫化镓量子点材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硫化镓量子点材料及其制备方法。材料为硫化镓量子点，化学分子式为Ga_xS₃，其中的1≤x≤5，化学分子式为Ga_xS₃的硫化镓量子点的直径为1‑8nm；方法为先按照镓源、硫源、十八烯和配体的摩尔比为1：0.5‑10：20‑80：20‑100的比例，将四者混合，得到混合液，再将混合液置于惰性气氛中，于220‑300℃下反应2‑20min，得到反应液，之后，先按照反应液中的镓源、溶剂和沉淀剂的摩尔比为1:50‑300:100‑1400的比例，向惰性气氛下冷却的反应液中依次加入溶剂和沉淀剂，得到悬浮液，再对悬浮液进行固液分离处理，制得硫化镓量子点材料。它在紫外光激发下的发光峰在420‑505nm范围可调，极易于广泛地商业化应用于发光器件和离子检测等领域。

技术领域

本发明涉及一种量子点材料及制备方法，尤其是一种硫化镓量子点材料及其制备方法。

背景技术

量子点是一种零维纳米材料。随着尺寸的降低，材料会表现出特殊的物理化学性质，这种尺寸效应使得量子点具有不同于宏观尺度材料的一些特殊性质，可以被应用于光电探测、太阳能电池、发光材料和离子检测等领域。

硫化镓是一种三六族直接带隙半导体材料，多用于稀土发光材料的基质而并不直接用作发光材料，如题为“Photoluminescence of Ga₂S₃:Sm²⁺Crystals”，InorganicMaterials，2008，44，563(“钐掺杂的硫化镓晶体的光致发光”，《无机材料》2008年第44卷563页)的文章。该文中提及的产物为掺杂钐的硫化镓晶体，其制备方法采用化学气相沉积法。这种产物在光激发下虽发出了荧光，却和其制备方法都存在着不足之处，首先，产物发出的荧光来自于其中掺杂的稀土元素而并非硫化镓基质；其次，荧光的发光范围太窄且不可调；再次，制备方法不能获得由硫化镓发出的在较宽范围可调荧光的产物。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种自身发出宽范围可调荧光的硫化镓量子点材料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述硫化镓量子点材料的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为，硫化镓量子点材料由硫化镓组成，特别是：

所述硫化镓量子点的化学分子式为Ga_xS₃，其中的1≤x≤5；

所述化学分子式为Ga_xS₃的硫化镓量子点的直径为1-8nm。

作为硫化镓量子点材料的进一步改进：

优选地，硫化镓量子点为六方晶型。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为，上述硫化镓量子点材料的制备方法包括高温油相法，特别是主要步骤如下：

步骤1，先按照镓源、硫源、十八烯和配体的摩尔比为1：0.5-10：20-80：20-100的比例，将四者混合，得到混合液，再将混合液置于惰性气氛中，于220-300℃下反应2-20min，得到反应液；

步骤2，先按照反应液中的镓源、溶剂和沉淀剂的摩尔比为1:50-300:100-1400的比例，向惰性气氛下冷却的反应液中依次加入溶剂和沉淀剂，得到悬浮液，再对悬浮液进行固液分离处理，制得硫化镓量子点材料。

作为硫化镓量子点材料的制备方法的进一步改进：

优选地，镓源为乙酰丙酮镓、硫酸镓、氯化镓、硝酸镓中的一种或两种以上的混合物。

优选地，硫源为硫粉、十六硫醇、3-巯基丙酸、己硫醇中的一种或两种以上的混合物。