量子点修饰方法与流程

1.本发明涉及量子点领域，尤其涉及一种量子点修饰方法。


背景技术：

2.量子点的应用不仅与其本身的材料特征、尺寸有关也与其表面的配体有关；量子点表面的配体对于相关的应用具有重要的决定作用。
3.需要说明的是，由于量子点在合成之后一般只能溶解于低介电常数溶液，而配体溶液一般只溶于高介电常数溶液，所以现有的量子点修饰方法只能在量子点合成前或者在量子点合成的过程中利用配体对缺陷进行修饰。但是当量子点合成之后，量子点本身表面存在大量的阳离子悬空键以及其他的表面缺陷，缺陷对电子进行捕获造成非辐射复合；同时，对量子点纯化时配体会脱落，导致纯化后产生大量配体缺陷，此时配体无法对量子点的缺陷进行修饰，严重影响量子点的发光效率。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种量子点修饰方法，旨在解决现有量子点修饰技术不能在量子点合成之后对量子点进行配体修饰的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种量子点修饰方法，所述量子点修饰方法包括以下步骤：
6.确定介电常数小于或者等于预设数值的第一溶剂与介电常数大于所述预设数值的第二溶剂；
7.根据配体、所述第一溶剂与所述第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液；
8.将所述目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合，得到目标量子点溶液。
9.可选地，所述根据配体、所述第一溶剂与所述第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液的步骤包括：
10.将所述第一溶剂与所述第二溶剂混合，得到介电常数为2～10的混合溶剂；
11.将所述配体与所述混合溶剂混合，得到所述介电常数为2～10的目标配体溶液。
12.可选地，所述根据配体、所述第一溶剂与所述第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液的步骤包括：
13.将所述配体与所述第二溶剂混合，得到配体溶液；
14.将所述配体溶液与所述第一溶剂混合，得到所述介电常数为2～10的目标配体溶液。
15.可选地，所述配体溶液的质量浓度为1～40mg/ml，所述目标配体溶液的质量浓度为1～10mg/ml。
16.可选地，所述第一溶剂包括辛烷、正己烷、庚烷、甲苯、氯苯、间二甲苯、邻二甲苯和对二甲苯中的一种或多种，所述第二溶剂包括乙醇、丙酮、甲醇、正己醇和二甲基甲酰胺中的一种或多种。
17.可选地，所述将所述目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合反应的步骤包括：
18.将所述目标配体溶液与所述待修饰量子点溶液以1:100～30:100的体积比混合反应。
19.可选地，所述预设数值为5，所述确定介电常数小于或者等于预设数值的第一溶剂与介电常数大于所述预设数值的第二溶剂的步骤包括：
20.确定介电常数小于或者等于5的所述第一溶剂与介电常数大于5的所述第二溶剂。
21.可选地，所述第一溶剂与所述第二溶剂的体积比为2:1。
22.本发明通过确定介电常数小于或者等于预设数值的第一溶剂与介电常数大于预设数值的第二溶剂，根据配体、第一溶剂与第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液，再将目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合，得到目标量子点溶液，利用配体完成对量子点缺陷的修复处理。本发明通过根据配体、低介电常数溶剂与高介电常数溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液，再将目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合反应，得到目标量子点溶液，可以在量子点合成之后再对量子点进行配体修饰，减少了量子点表面的缺陷，提高了量子点的荧光强度。
附图说明
23.图1为本发明量子点修饰方法第一实施例的流程示意图。
24.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.需要说明的是，由于量子点在合成之后一般只能溶解于低介电常数溶液，而配体溶液一般只溶于高介电常数溶液，所以现有的量子点修饰方法只能在量子点合成前或者在量子点合成的过程中利用配体对缺陷进行修饰。但是当量子点合成之后，量子点本身表面存在大量的阳离子悬空键以及其他的表面缺陷，缺陷对电子进行捕获造成非辐射复合；同时，对量子点纯化时配体会脱落，导致纯化后产生大量配体缺陷，此时配体无法对量子点的缺陷进行修饰，严重影响量子点的发光效率。
27.本发明提供一种量子点修饰方法。
28.参照图1，图1为本发明量子点修饰方法第一实施例的流程示意图。
29.本发明实施例提供了量子点修饰方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
30.所述量子点修饰方法包括：
31.步骤s10，确定介电常数小于或者等于预设数值的第一溶剂与介电常数大于所述预设数值的第二溶剂；
32.由于量子点在合成之后一般只能溶解于低介电常数溶液，而配体溶液一般只溶于高介电常数溶液，所以现有的量子点修饰方法只能在量子点合成前或者在量子点合成的过程中利用配体对缺陷进行修饰。但是当量子点合成之后，量子点本身表面存在大量的阳离子悬空键以及其他的表面缺陷，缺陷对电子进行捕获造成非辐射复合；同时，对量子点纯化时配体会脱落，导致纯化后产生大量配体缺陷，此时配体无法对量子点的缺陷进行修饰，严
重影响量子点的发光效率。
33.为解决现有量子点修饰技术不能在量子点合成之后对量子点进行配体修饰的技术问题，在本发明实施例中提出一种量子点修饰方法，旨在通过确定介电常数小于或者等于预设数值的第一溶剂与介电常数大于预设数值的第二溶剂，根据配体、第一溶剂与第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液，再将目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合，得到目标量子点溶液，利用配体完成对量子点缺陷的修复处理。本发明通过根据配体、低介电常数溶剂与高介电常数溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液，再将目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合反应，得到目标量子点溶液，可以在量子点合成之后再对量子点进行配体修饰，减少了量子点表面的缺陷，提高了量子点的荧光强度。
34.本实施例中的量子点修饰方法适用于具有量子点修饰功能的设备。
35.在本实施例中，由于配体一般溶于高介电常数溶液，而量子点一般溶于低介电常数溶液，所以为了使配体与量子点能够在溶液中进行反应，需要同时确定低介电常数溶剂与高介电常数溶剂。确定介电常数小于或者等于预设数值的第一溶剂与介电常数大于预设数值的第二溶剂，介电常数均为相对介电常数。预设数值是预先设置的用来区分高介电常数溶液与低介电常数溶液的分界值，介电常数小于或等于预设数值的溶液为低介电常数溶液，即第一溶剂；介电常数大于预设数值的溶液为高介电常数溶液，即第二溶剂。因为配体可以在介电常数为2～10的溶液中保持稳定，同时介电常数为2～10的溶液通常也可以溶解量子点，所以获取介电常数为2～10的目标配体溶液，可以使目标配体溶液与待修饰量子点溶液进行混合反应。所以预设数值可以是2～10中的任意数值，从而确定第一溶剂与第二溶剂以获取介电常数为2～10的目标配体溶液。例如，可以确定介电常数为1～5的溶剂为第一溶剂，介电常数大于5的溶剂为第二溶剂；也可以确定介电常数为1～4的溶剂为第一溶剂，介电常数大于4的溶剂为第二溶剂；还可以确定介电常数为1～4.5的溶剂为第一溶剂，介电常数大于4.5的溶剂为第二溶剂。
36.步骤s20，根据配体、所述第一溶剂与所述第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液；
37.在本实施例中，介电常数为2～10的溶液可以同时使配体与量子点溶于其中并进行反应，可以根据配体、第一溶剂与第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液。方法可以是，将配体、第一溶剂与第二溶剂混合，得到介电常数为2～10的目标配体溶液。
38.步骤s30，将所述目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合反应，得到目标量子点溶液。
39.得到介电常数为2～10的目标配体溶液后，将目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合反应，以利用配体修饰量子点，得到目标量子点溶液，目标量子点溶液中包含经过配体修饰后的量子点，其中，可以修饰的量子点缺陷包括但不限于离子缺失、离子间隙、配体缺失产生悬空键中的一种或多种。其中，待修饰量子点溶液中包含无机量子点，无机量子点包括但不仅限于cspbbr3钙钛矿量子点、cdse、cds、znse、zns、pbse、pbs、cdte、cd1‑
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40.本发明通过确定介电常数小于或者等于预设数值的第一溶剂与介电常数大于预
设数值的第二溶剂，根据配体、第一溶剂与第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液，再将目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合，得到目标量子点溶液，利用配体完成对量子点缺陷的修复处理。本发明通过根据配体、低介电常数溶剂与高介电常数溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液，再将目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合反应，得到目标量子点溶液，可以在量子点合成之后再对量子点进行配体修饰，减少了量子点表面的缺陷，提高了量子点的荧光强度。
41.进一步地，提出本发明量子点修饰方法第二实施例，上述步骤s20包括：
42.步骤a1，将所述第一溶剂与所述第二溶剂混合，得到介电常数为2～10的混合溶剂；
43.步骤a2，将所述配体与所述混合溶剂混合，得到所述介电常数为2～10的目标配体溶液。
44.在本实施例中，根据配体、第一溶剂与第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液的方法可以是，先将低介电常数的第一溶剂与高介电常数的第二溶剂混合，得到介电常数为2～10的混合溶剂，再将配体与混合溶剂混合，得到介电常数为2～10的目标配体溶液。例如，确定甲苯为第一溶剂，乙醇为第二溶剂，先将甲苯与乙醇混合，得到介电常数为2～10的混合溶剂，再将配体与混合溶剂混合，得到介电常数为2～10的目标配体溶液。
45.需要说明的是，由于在溶剂中加入配体后，溶液的介电常数会增大，所以为使目标配体溶液的介电常数为2～10，可以将第一溶剂与第二溶剂混合后得到的混合溶剂的介电常数略低于目标配体溶液的介电常数，以提高获取目标配体溶液的准确性。例如，可以低0.2、0.3或0.5，得到介电常数为1.8～9.8，1.7～9.7或者介电常数为1.5～9.5的混合溶剂，再将配体与混合溶剂混合，得到介电常数为2～10的目标配体溶液。
46.本实施例通过直接将第一溶剂与第二溶剂混合得到混合溶剂，再将配体与混合溶剂混合得到目标配体溶液，提高了得到目标配体溶液的效率。
47.进一步地，提出本发明量子点修饰方法第三实施例，上述步骤s20包括：
48.步骤b1，将所述配体与所述第二溶剂混合，得到配体溶液；
49.步骤b2，将所述配体溶液与所述第一溶剂混合，得到所述介电常数为2～10的目标配体溶液。
50.在本实施例中，由于配体一般溶于高介电常数溶液，所以先将配体溶于高介电第二溶剂，再将得到的溶液与低介电第一溶剂混合可以极大的提升配体在溶液中的稳定性与溶解性。根据配体、第一溶剂与第二溶剂得到目标配体溶液的方法可以是，先将配体与高介电常数的第二溶剂混合，得到均一稳定的配体溶液，再将配体溶液与低介电常数的第一溶剂混合，得到介电常数为2～10的目标配体溶液。例如，确定介电常数为2.37的二甲苯为第一溶剂，确定介电常数为25.8的乙醇为第二溶剂，将配体苯乙基溴化铵溶于乙醇中，得到配体溶液，配体在配体溶液中的质量浓度为20mg/ml，将配体溶液与二甲苯混合，得到介电常数为8，质量浓度为3mg/ml的目标配体溶液。
51.本实施例通过先将配体与高介电常数溶液混合得到配体溶液，再将配体溶液与低介电常数溶液混合得到目标配体溶液，由于配体一般只溶于高介电常数的溶液，先将配体与第二溶剂混合，然后再与第一溶剂混合，可以提高配体在目标配体溶液中溶解的稳定性与溶解性。
52.进一步地，提出本发明量子点修饰方法第四实施例，所述配体溶液的质量浓度为1～40mg/ml，所述目标配体溶液的质量浓度为1～10mg/ml。
53.在本实施例中，将配体与第二溶剂混合，使得到的配体溶液中，配体的质量浓度为1～40mg/ml，1～40mg/ml的浓度可以使配体能够稳定溶于配体溶液中，过高的浓度可能会使配体析出，其中，配体溶液的最佳浓度为5～15mg/ml，此时配体在配体溶液中的稳定性最高。将配体溶液与第一溶剂混合，为了使配体不会析出，使得到的目标配体溶液中，配体的质量浓度为1～10mg/ml，其中，目标配体溶液中配体的最佳质量浓度为5～10mg/ml，此时配体在目标配体溶液中的稳定性最高且与量子点溶液进行反应的效果最好、速率最快。
54.本实施例通过将配体在溶液中的质量浓度限定在一定的范围中，避免了溶液混合时出现配体析出的情况，提高了利用配体修饰量子点的有效性。
55.进一步地，提出本发明量子点修饰方法第五实施例，所述所述配体包括r
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‑
x、r
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x、卤化物胺盐和有机胺中的一种或多种，所述r为烷基链，所述x为单价卤素阴离子。
56.在本实施例中，选择在高介电常数溶液中溶解性高的配体，从而提高配体在目标配体溶液中的溶解性，可以在利用配体对量子点进行修饰时，提高修饰的能力。配体包括但不仅限于r
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x、卤化物胺盐和有机胺中的一种或多种，其中，r为各种长度的烷基链；x为单价卤素阴离子，包括但不仅限于卤素离子cl
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中的一种或多种。上述配体在乙醇、丙酮、甲醇、正己醇或二甲基甲酰胺中的有良好的溶解性。
57.本实施例通过选取在高介电常数中溶解性强的配体材料，可以提高修饰量子点的能力。
58.进一步地，提出本发明量子点修饰方法第六实施例，所述第一溶剂包括辛烷、正己烷、庚烷、甲苯、氯苯、间二甲苯、邻二甲苯和对二甲苯中的一种或多种，所述第二溶剂包括乙醇、丙酮、甲醇、正己醇和二甲基甲酰胺中的一种或多种。
59.在本实施例中，选择介电常数较低的第一溶剂，可以使得到的目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合反应的效果更好，包括但不限于辛烷、正己烷、庚烷、甲苯、氯苯、间二甲苯、邻二甲苯和对二甲苯中的一种或多种。
60.选择介电常数较高的第二溶剂，可以使配体能够更好的溶于目标配体溶液，包括但不限于乙醇、丙酮、甲醇、正己醇和二甲基甲酰胺中的一种或多种，上述第二溶剂的介电常数数相对于其他溶剂而言较高，配体在其中的溶解性与稳定性更好。
61.第一溶剂与第二溶剂也可以是多种溶液混合得到的。例如，第一溶剂可以是对二甲苯、间二甲苯与邻二甲苯的混合溶液二甲苯。
62.本实施例通过利用普遍且易获取的溶液作为第一溶剂与第二溶剂，可以降低修饰量子点的成本；同时，选择介电常数较低的第一溶剂和/或介电常数较高的第二溶剂，都可以提高目标配体溶液与待修饰量子点溶液的反应效果。
63.进一步地，提出本发明量子点修饰方法第七实施例，上述步骤s30中，所述将所述目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合反应的步骤包括：
64.步骤c1，将所述目标配体溶液与所述待修饰量子点溶液以1:100～30:100的体积比混合反应。
65.在本实施例中，将目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合的方法可以是，将目标
配体溶液与待修饰量子点溶液以1:100～30:100的体积比混合反应，在这个体积比区间中，混合反应得到的目标量子点溶液相对于待修饰量子点溶液而言，荧光量子产率都存在提升。其中，由于当目标配体溶液与待修饰量子点溶液的体积比为1:9时，溶液中配体与量子点的反应程度达到最大，若体积比继续增大，配体与量子点不再反应，目标量子点溶液中会存在悬浮独立的配体，会影响荧光量子产率；当体积比达到30:100时，虽然配体已经修饰过量子点，但目标量子点溶液中存在的悬浮配体会使目标量子点溶液的荧光量子产率与待修饰量子点溶液的荧光量子产率相同，当体积比继续增大时，会导致修饰得到的目标量子点溶液的荧光量子产率小于待修饰量子点溶液的荧光量子产率，所以当目标配体溶液与待修饰量子点溶液的体积比为1:100～30:100时，对待修饰量子点溶液存在修饰效果；当目标配体溶液与待修饰量子点溶液的体积比为1:9时，对待修饰量子点溶液进行修饰的效果最好；。
66.本实施例通过将目标配体溶液与待修饰量子点溶液以1:100～30:100的体积比混合反应，避免了目标配体溶液用量过大时会在目标量子点溶液中出现大量悬浮独立的配体，从而避免了量子点溶液中悬浮配体对荧光量子产率的影响，提高了利用配体修饰量子点的有效性。
67.进一步地，提出本发明量子点修饰方法第八实施例，所述预设数值为5，上述步骤s10包括：
68.步骤d1，确定介电常数小于或者等于5的所述第一溶剂与介电常数大于5的所述第二溶剂。
69.在本实施例中，预设数值为5，确定介电常数为1～5的第一溶剂与介电常数大于5的第二溶剂。由于介电常数5一般为高介电常数与低介电常数的分界值，配体通常在介电常数大于5的高介电常数溶剂中的溶解性强，量子点通常在介电常数为1～5的低介电常数溶剂中的溶解性强，所以以介电常数为5作为低介电常数与高介电常数的分界值，确定介电常数为1～5的低介电常数，确定介电常数大于5的高介电常数，可以使配体与第一溶剂、第二溶剂混合得到的目标配体溶液中配体的稳定性更高、溶解性更好，与待修饰量子点溶液混合反应时，配体与量子点的反应效果更好。
70.本实施例通过将介电常数小于或者等于5的溶剂作为第一溶剂，将介电常数大于5的溶剂作为第二溶剂，可以使得到的目标配体溶液中配体的稳定性更高、溶解性更好，与待修饰量子点溶液混合反应时，配体与量子点的反应效果更好。
71.进一步地，提出本发明量子点修饰方法第九实施例，所述第一溶剂与所述第二溶剂的体积比为2:1。
72.在本实施例中，根据配体、第一溶剂与第二溶剂得到介电常数为2～10的目标配体溶液时，第一溶剂与第二溶剂的体积比可以为2:1，此时目标配体溶液中配体溶解的稳定性最好，同时得到的目标配体溶液与待修饰量子点溶液的反应效率最高。
73.本实施例通过将第一溶剂与第二溶剂以2:1的体积比混合，可以使得到的配体在目标配体溶液中的稳定性最好，同时使目标配体溶液与待修饰量子点溶液的反应效率最高。
74.进一步地，提出本发明量子点修饰方法第十实施例，所述目标配体溶液的介电常数为4～5。
75.在本实施例中，根据配体、第一溶剂与第二溶剂得到目标配体溶液时，可以将目标配体溶液的介电常数限制为4～5，由于介电常数越小，量子点的溶解性越强，介电常数越大，配体的溶解性越强，所以当目标配体溶液的介电常数为4～5时，此时配体与量子点在溶液中的溶解性可以使配体与量子点之间的反应效果最好，反应速率最高，当目标配体溶液的介电常数为4时最优。
76.本实施例通过选择介电常数适中的目标配体溶液，可以使目标配体溶液与待修饰量子点溶液混合反应时，配体与量子点的反应效果最好。
77.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，这些均属于本发明的保护之内。