[发明专利]聚硅氧烷杂化量子点纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚硅氧烷杂化量子点纳米材料，其包括量子点和聚硅氧烷，量子点通过化学键和聚硅氧烷相连，形成颗粒尺寸为1～20nm的纳米颗粒；其中，所述量子点包括硅量子点和/或碳量子点；以及聚硅氧烷杂化量子点纳米材料和在LED光源中的应用。本发明提供的聚硅氧烷杂化量子点纳米材料具有优异的光、热及化学稳定性，克服了蓝光发射的半导体量子点稳定性差的问题，可作为蓝光成分用于电致发光材料中；通过本发明的聚硅氧烷杂化量子点纳米材料制备的QLED器件，其使用寿命至少达到0.8万小时，更具有商业应用价值。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种聚硅氧烷杂化量子点纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

现有商用的半导体量子点，由于其量子效率高、封装的LED光源色域宽，而且不需背光源，可用于曲面和柔性折叠显示屏，即在电视、手机得以应用，被视为极具潜力的显示技术发展方向。截止当前，QLED器件尚未显示出商业化前景，除了器件制造技术仍需要攻克，最大的、也可以说是唯一的难点在于：蓝光量子点的稳定性差，而且基于CdSe(ZnS)半导体蓝光量子点自身的能级带隙跃迁问题在短期内难以克服。所以，必须独辟蹊径，发展具有稳定性好、光学性能可调的非半导体量子点。然而，目前为止已报道的非半导体量子点，如：钙钛矿量子点、碳量子点、硅量子点以及金属化学量子点等，存在稳定性差、或聚集荧光猝灭、或量子效率低等问题，尽管通过与无机物或高分子材料进行复合，可以改善以上性能，但仍有由于粒子直径过大难以实现电致发光等问题出现。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种聚硅氧烷杂化量子点纳米材料。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种聚硅氧烷杂化量子点纳米材料，其特征在于，所述聚硅氧烷杂化量子点纳米材料包括量子点和聚硅氧烷，量子点通过化学键和聚硅氧烷相连，形成颗粒尺寸为1～20nm的纳米颗粒；其中，所述量子点包括硅量子点和/或碳量子点。

优选地，所述聚硅氧烷杂化量子点纳米材料中量子点的体积百分比为0.1％～20％和聚硅氧烷的体积百分比为80％～99.9％。

优选地，将硅烷和反应助剂加入溶剂中反应得到所述量子点和聚硅氧烷。

优选地，所述硅烷包含氨基、三甲氧基和三乙氧基中的一种或多种基团。

优选地，所述硅烷包括含有氨基和三甲氧基的硅烷和含有氨基和三乙氧基的硅烷中的一种或多种。

优选地，所述硅烷包括1-[3-(三甲氧基硅基)丙基]脲、N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺和脲丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

优选地，所述反应助剂包括柠檬酸钠、EDTA-Na、二硫代苯甲酸钠、脂肪酸钠、十二烷基苯磺酸钠、苯酚钠和酒石酸钠中的一种或多种。

优选地，所述反应助剂还包括氨水和/或氢氧化钠。

优选地，所述聚硅氧烷杂化量子点纳米材料的发射主峰波长范围为420～480nm。

本发明的另一目的在于，提供一种聚硅氧烷杂化量子点纳米材料的制备方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

聚硅氧烷杂化量子点纳米材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

取一定量的硅烷、反应助剂和溶剂混合，然后置于高压反应釜中于一定反应温度下进行反应，得到颗粒尺寸为1～20nm和/或20～500nm的聚硅氧烷杂化量子点纳米材料。

优选地，所述硅烷、反应助剂和溶剂的用量比为(0.3～3.0)ml:(0.1～1.5)g:(18～30)ml。