[发明专利]一种金属氧化物包覆量子点及其制备方法

说明书

本发明涉及量子点光学材料技术领域，特别涉及一种金属氧化物包覆量子点及其制备方法。金属氧化物包覆量子点中，量子点核包括至少三层金属氧化物，且所述金属氧化物层的折射率由内层向外层逐渐增大或相等。通过将多层金属氧化物对量子点进行包覆，提高了量子点的抗氧化性能；且所述金属氧化物层的折射率由内层向外层逐渐增大或相等，使即使在多层金属包覆下，仍然保持良好的透光性，不会造成进入到量子点中的激发光的损失。制备方法中，采用一锅法来合成金属氧化物包覆量子点，在同一反应体系中合成包覆金属氧化物的量子点，无需转移或提纯反应液，生产效率高，反应体系一直处于氮气保护之中，在完成金属氧化物的包覆之前量子点不会受到氧气破坏。

技术领域

本发明涉及量子点光学材料技术领域，特别涉及一种金属氧化物包覆量子点及其制备方法。

背景技术

量子点的粒径很小，比表面积很大，表面能很高，在应用当中很容易被氧化，使得荧光猝灭。

在量子点表面包覆金属氧化物是提高量子点抗氧化性能的常见方法。如专利申请CN201710199967、CN201710301382、CN201810713517、CN201610217470.2中所公布的量子点制备方法，然而这些方法的共同点是：使用量子点溶液或分散液，添加金属前体进行反应得到金属氧化物层。量子点的合成与金属氧化物的包覆是两个单独的反应过程，需要先合成量子点并将量子点从反应液中提取出来，才能进一步地完成金属氧化物包覆过程。

上述方案的缺点是(1)步聚较多，时间较长，生产效率较低；(2)将量子点从无水无氧的反应液中提取出来之后，在包覆金属氧化物之前，量子点没有金属氧化物的保护，容易被氧化，荧光会衰减；(3)只有一层金属氧化物，抗氧化性能不足。

专利CN201910245760，公开日为2019年06月25日，公开了一种量子点及其制备方法，具体方法为将量子点的合成与金属氧化物的包覆在同一个反应体系中完成，量子点外层是量子点壳层/金属氧化物层交替设置的结构。然而该发明提供的量子结构出现激发光的利用率低下问题；发明人在多年的研究中发现了该结构出现激发光的利用率低下的原因，为该技术方案中量子点壳层是ZnS、ZnSe、ZnTe和ZnSeS中的任一种，拆射率分别约是2.3、2.5、3、2.4；所采用的金属氧化物是ZnO，拆射率约是1.9；由于量子点壳层与金属氧化物的折射率差别较大，当激发光从折射率较高的介质进入射率较低的介质时容易发生全反射，使进入量子点的激发光在量子点壳层与金属氧化物的界面上损失。而该发明的结构中存在多个此种界面，更是显著降低了激发光的利用率，导致了产品发光亮度的损失。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种金属氧化物包覆量子点，其中，量子点核包括至少三层金属氧化物，且所述金属氧化物层的折射率由内层向外层逐渐增大或相等。

在上述方案的基础上，进一步地，所述量子点核为CdZnSe/ZnS(核/壳)。

在上述方案的基础上，进一步地，所述金属氧化物包括ZnO、ZrO₂、Al₂O₃、MgO、NiO、In₂O₃中的任意一种；

其中，ZnO的折射率为1.9，ZrO₂的折射率为2.1，Al₂O₃的折射率为1.61-1.63，MgO的折射率1.73-1.75，NiO的折射率为2.1，In₂O₃的折射率为2.05。

本发明还提供一种如上任意所述金属氧化物包覆量子点的制备方法，包括以下步骤：

步骤a、在量子点核前驱体溶液中制备得到包含量子点核的溶液；

步骤b、在上述含有量子点核的溶液中加入长链硫醇，以将量子点核将包覆量子点壳；