基于高活性铟盐一锅法制备AgInGaS@GaSx核壳量子点的方法

本发明属于纳米材料及发光显示，涉及一种基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法。

背景技术：

1、传统量子点因其包含的重金属元素，如镉、铅等元素，在实际应用发展过程中受到严重阻碍，尤其是在医学和环境相关的应用中。因此，环境友好型的i-ⅲ-ⅵ族半导体量子点逐渐引起人们的注意。这些i-ⅲ-ⅵ族半导体量子点，如agins2、cuins2、aggas2等多组元量子点具有无毒、带隙可调、高吸收等优势，在发光二极管、生物成像及太阳能电池等光电领域具有广泛应用前景。

2、目前，已有关于i-ⅲ-ⅵ族半导体量子点的一锅法合成方法报道。将金属前驱体和阴离子前驱体溶解于油胺中，不断搅拌升温至反应温度，提高了量子点的发光效率，并有望实现电致发光二极管的应用。但高清显示对于量子点的发光半高宽有一定要求，考虑到目前报道的核心agins2和aggas2等量子点缺陷发光为主导，量子点发光呈现缺陷发光的宽光谱特征(>90nm)。进一步，考虑到对多组分量子点发光的窄化，人们提出了由gas壳层来包覆四元aigs从而实现窄光谱的发射。这种aigs@gasx核壳量子点展现出了相对于aigs窄的多的半高宽(<50nm)，然而由于多组元中in源活性远低于ag源和s源的活性，影响其形核和生长的过程，导致合成量子点尺寸和组分的不均匀，使得核壳量子点的光学性能受限。

3、中国专利(202080036773.9)公布了一种aigs量子点的制备方法，采用热注入法，使用醋酸银、氯化铟、硫粉混合溶液，注入到乙酰丙酮镓混合溶液中制备得到aigs量子点，通过gai3/top表面处理来提高量子点的荧光量子产率和带边发射强度。已报道的方法多数为热注入法，前驱体大多为氯化铟、醋酸铟等低活性铟源，目前尚未见基于高活性铟源来匹配ⅰb和ⅵa族元素的高活性，从而提高系统反应活性的方法，通过高活性铟源实现前驱体元素活性匹配合成，实现单分散、高荧光量子产率aigs@gasx核壳量子点的制备。

4、因此，需要一种基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法。

2、一种基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，包括以下步骤：

3、步骤一、将前驱体盐和油胺搅拌混合均匀并抽真空，得到前驱体盐溶液，所述前驱体盐由铟源、二乙基二硫代氨基甲酸镓、醋酸银组成，所述铟源为溴化铟和/或碘化铟；

4、步骤二、采用一锅法和两步升温制备aigs@gasx核壳量子点溶液：将步骤一得到的前驱体盐溶液加热至第一温度，一次反应得到aigs量子点溶液；将得到的aigs量子点溶液加热至第二温度，二次反应得到aigs@gasx核壳量子点溶液；

5、步骤三、将步骤二得到的aigs@gasx核壳量子点溶液一次离心处理，取一次离心处理的上层清液，得到量子点原液；

6、步骤四、在步骤三得到的量子点原液中加入絮凝剂，充分混合后进行二次离心处理，去除二次离心处理的上层清液，得到的沉淀物即为aigs@gasx量子点。

7、更进一步的，步骤一中搅拌温度为20-50℃，搅拌的转速为500-800rpm，抽真空时间为10-30min。

8、更进一步的，步骤一中前驱体盐中铟源、二乙基二硫代氨基甲酸镓和醋酸银的摩尔比为1:1-8:2。

9、更进一步的，步骤二中第一温度为100-200℃，一次反应时间为5-60min。

10、更进一步的，步骤二中第二温度为240-300℃，二次反应时间为5-60min。

11、更进一步的，步骤三中一次离心处理的离心速度为6000-10000rpm，离心时间为1-5min，步骤四中二次离心处理的离心速度为6000-10000rpm，离心时间为1-5min。

12、更进一步的，步骤四中絮凝剂为乙醇或甲醇。

13、更进一步的，步骤四中絮凝剂与量子点原液的体积比为1-6:1。

14、更进一步的，还包括步骤五、将步骤四得到的沉淀物分散至非极性有机溶剂中，得到aigs@gasx量子点分散液，所述非极性有机溶剂为正己烷、正辛烷或甲苯。

15、发明原理：本发明通过一锅法合成aigs量子点，利用高活性的铟盐平衡ⅰb与ⅲa族元素活性，从而使量子点在更温和的条件下爆发性成核，产生纳米尺度形貌尺寸均一的aigs量子点。高活性铟盐的引入，提高了量子点结晶性和质量，降低了量子点的表面缺陷，进一步增加了量子点的辐射复合比例，荧光量子产率超过70％。

16、有益效果：本发明的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法通过一锅法形成gas壳层包覆aigs量子点形成aigs@gasx核壳量子点，实现波长可调、尺寸单分散、发光半峰宽小于35nm的aigs@gasx核壳量子点。通过前驱体活性匹配的方式，采用一锅法结合两步升温，节省了实验操作时间，且操作简单，重复率高，有利于工业大批量生产。

技术特征：

1.一种基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，步骤一中搅拌温度为20-50℃，搅拌的转速为500-800rpm，抽真空时间为10-30min。

3.根据权利要求1所述的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，步骤一中前驱体盐中铟源、二乙基二硫代氨基甲酸镓和醋酸银的摩尔比为1:1-8:2。

4.根据权利要求1所述的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，步骤二中第一温度为100-200℃，一次反应时间为5-60min。

5.根据权利要求1所述的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，步骤二中第二温度为240-300℃，二次反应时间为5-60min。

6.根据权利要求1所述的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，步骤三中一次离心处理的离心速度为6000-10000rpm，离心时间为1-5min。

7.根据权利要求1所述的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，步骤四中二次离心处理的离心速度为6000-10000rpm，离心时间为1-5min。

8.根据权利要求1所述的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，步骤四中絮凝剂为乙醇或甲醇。

9.根据权利要求8所述的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，步骤四中絮凝剂与量子点原液的体积比为1-6:1。

10.根据权利要求1所述的基于高活性铟盐一锅法制备agingas@gasx核壳量子点的方法，其特征在于，还包括步骤五、将步骤四得到的沉淀物分散至非极性有机溶剂中，得到aigs@gasx量子点分散液，所述非极性有机溶剂为正己烷、正辛烷或甲苯。

技术总结本发明公开一种基于高活性铟盐一锅法制备AgInGaS@GaSx核壳量子点的方法，将铟源、银源和镓硫源依次加入三颈烧瓶中，再向三颈烧瓶中加入有机物配体和溶剂，随后通过加热套升温和磁力搅拌，同时进行抽真空溶解前驱体。利用一锅法结合两步升温，升高到合适的温度得到AIGS量子点，继续升温反应则得到AIGS@GaS<subgt;x</subgt;核壳量子点。本发明利用高活性铟盐匹配高活性的ⅠB和ⅥA元素，抑制多种元素活性的差异，提高了系统活性，使量子点在更温和的条件下爆发性成核，从而窄化了AIGS量子点的尺寸分布，提高了量子点的荧光发光效率。得到的AIGS量子点具有单分散尺寸分布，荧光量子产率可达到70%以上，包覆GaS壳层后可得AIGS@GaS<subgt;x</subgt;核壳量子点，荧光量子产率超过90%的波长可调的窄带发射。技术研发人员：邹友生,魏乃炜,董宇辉,曾海波受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2