水相强荧光纳米晶的合成及与新型聚合物复合方法

发布时间：2018-12-12 11:02

【摘要】：人类社会的发展与照明技术的进步息息相关，而照明技术的进步也表现出对能源的巨大需求。近几年来，发展十分迅速的发光二极管(light-emittingdiode，LED)作为一类新兴的固体光源，由于其成本低、使用寿命长、高亮度、低功耗、产热少和启动电压低等优点，使得其在节能方面显示出特殊的优势。当前市场上LED光源结构主要为有源发光(光致)器件。作为有源发光器件中重要的组成部分，颜色转换层对LED光源的色坐标、发光效率、显色指数和色温等起着决定性作用。目前，利用荧光半导体纳米晶作为颜色转换层已经取得一部分进展，但是大多数的成果都只局限于实验室中，无法将其实际应用。因此，研究更为节能环保的水相纳米晶合成方法、设计可以实际应用的纳米晶与聚合物复合材料，则显得尤为必要。本论文旨在研究水相纳米晶反应机理、开发水相纳米晶合成新方法、探索纳米晶与新型聚合物复合形式，最终获得有实际应用价值的复合材料。 在第二章中，我们通过研究室温下水相半导体纳米晶前躯体溶液随放置时间的变化情况，来揭示出纳米晶的成核过程，并提出一种合成水相纳米晶的新方法。首先，合成出纳米晶前驱体溶液，将其在室温下放置不同时间。我们发现在室温下放置9小时后，纳米晶溶液完成成核过程，得到结晶度高的纳米晶核。在后续加肼促进生长过程中，成核完全的纳米晶具有更高的荧光量子效率。这些结果说明，水相纳米晶溶液的成核过程是通过室温下放置完成的，并且成核过程有利于提高纳米晶质量。随后，我们改进传统的水相纳米晶合成方法，提出了“一步法”室温下肼促进合成法。在这种方法中，不需要通氮气除氧、搅拌、调节溶液pH值以及制备易氧化的硒碲氢化物等过程，只需要按照一定顺序，将反应原料加入到容器中，就可制备出高质量的纳米晶。这对纳米晶的批量制备以及后续的实际应用提供了良好的基础。 在第三章中，我们合成了两种基于纳米晶的强荧光复合材料。首先，对纳米晶表面配体动力学过程进行研究，，发现低温可以抑制纳米晶表面配体动力学过程，增强纳米晶的稳定性。随后，在低温下，成功将纳米晶与纤维素进行复合得到了一种新的具有强荧光的复合材料，并将其用于制备高色纯度的LED光源以及三基色的白光LED(light-emitting diode，LED)光源。接下来，为了改进WLED的显色性，我们利用弱电解质肼带来的静电环境将纳米晶预组装起来，并原位发生酰胺化反应，最终形成自组装材料。这种自组装材料具有高荧光量子效率、高稳定性以及窄荧光半峰宽等优点，使得我们能够制备出显色性高达86、发光效率为41lm/W的WLED面光源。 在第四章中，我们通过研究纳米晶的温度敏感性，制备出具有高温度敏感性的纳米晶以及荧光性质不随温度改变的荧光材料。对于单巯基配体修饰的CdTe纳米晶，其温度敏感性不随尺寸、浓度和配体变化，数值为0.12nm/°C。通过在纳米晶表面修饰上巯基化环糊精，我们利用其构象随温度变化而产生的构象力将纳米晶温度敏感性调高到0.28nm/°C。随后，我们发现通过调节Se与Te的比例，可以调控CdSexTe1-x合金纳米晶温度敏感性。最后，利用自组装材料的制备方法，获得了一种温度敏感性为零的材料，有望作为大功率LED贴片中的颜色转换层。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1

【共引文献】

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本文编号：2374451