[发明专利]一种Ga掺杂的水溶性InP量子点的制备方法

说明书

本发明公开了一种Ga掺杂的水溶性InP量子点的制备方法，其是在以卤化锌为催化剂的条件下，将铟源与磷源经反应制成磷化铟核，然后掺入镓源以钝化磷化铟核内的缺陷，再在其表面包覆一层ZnS外壳，以提高量子点的稳定性以及发光效率，最后通过巯基类有机酸与量子点间强的结合力使其相互结合，进而制备出Ga掺杂的水溶性InP量子点。本发明制备的量子点不含Cd与Pb等重金属，对环境十分友好，并能溶于水，扩大了量子点的应用场景。

技术领域

本发明属于化学领域，具体涉及一种Ga掺杂的水溶性InP量子点的制备方法。

背景技术

量子点作为近些年来比较火的一种半导体纳米材料，在很多领域都得到了极大的应用，比如发光显示、生物医药，太阳能电池等，但由于目前合成体系比较成熟的Cd系量子点内含有重金属元素镉，量子点同样也含有重金属元素铅（无铅钙钛矿的效率非常差），极大的限制量子点在商业中的应用。随着人们环保意识的逐渐增强，非环境友好型的材料已经逐渐被抛弃，欧盟已经发出禁令禁止在产品中使用含镉材料，所以研发无铅无镉的量子点材料迫在眉睫。除此之外，目前制备的大部分量子点还只能分散在有机溶剂中，对于量子点这种多功能材料来说也极大地限制了其应用范围，所以对量子点改性也是需要解决的问题之一。

发明内容

针对目前所存在的问题，本发明提供了一种Ga掺杂的水溶性InP量子点的制备方法，所得InP量子点不含重金属，属于环境友好型材料，且其可溶于非有机溶剂中，因而可以应用于更多的领域。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种Ga掺杂的水溶性InP量子点的制备方法，其在以卤化锌为催化剂的条件下，将磷源与铟源反应形成的磷化铟核，然后掺入镓源以钝化磷化铟核内的缺陷，再加入锌源和硫源进行反应，从而在磷化铟核表面包覆一层ZnS外壳，离心清洗后将其溶解，最后加入等体积的巯基类有机酸进行反应，从而制备出所述Ga掺杂的水溶性InP量子点；其具体包括以下步骤：

1）将磷源与铟源按摩尔比1:5混合，加入铟源摩尔量4-6倍的卤化锌作为催化剂，经反应形成磷化铟核；

2）掺入铟源摩尔量1/5的镓源以钝化磷化铟核内的缺陷；

3）加入铟源摩尔量2倍的锌源及与其等摩尔量的硫源进行反应，从而在磷化铟核表面包覆一层ZnS外壳；

4）将所得量子点用无水乙醇离心清洗后重新溶解，并加入与其等体积的巯基类有机酸进行反应，从而制备出所述Ga掺杂的水溶性InP量子点。

步骤1）中所述磷源为三(三甲基硅基)磷、三(二甲胺基)膦、三(二乙氨基)膦中的任意一种，优选为三(二甲胺基)膦；所述铟源为氯化铟、溴化铟、碘化铟、醋酸铟中的任意一种，优选为氯化铟；所述卤化锌为氯化锌、溴化锌、碘化锌中的任意一种或两种；所述反应的温度为150℃-200℃，时间为20min-1h。

步骤2）中所述镓源为氯化镓、碘化镓、溴化镓中的任意一种，优选为氯化镓；进行钝化的温度为200℃-260℃，时间为2min-10min。

步骤3）中所述锌源为二水合乙酸锌、硬脂酸锌中的任意一种，优选为硬脂酸锌；所述硫源为硫粉、1-十二硫醇中的任意一种，优选为1-十二硫醇；所述反应的温度为260℃-300℃，时间为1h-2h。

步骤4）清洗时所用清洗剂为醇类，包括甲醇、乙醇、正丁醇等中的任意一种，优选为无水乙醇；所用巯基类有机酸为巯基乙酸、巯基丙酸中的任意一种，优选为巯基乙酸；所述反应的温度为50℃-80℃，时间为2h-8h。