多元水溶性量子点及其薄膜的制备和应用

发布时间：2020-07-13 02:32

【摘要】：在本文中,我们采用水相合成的方法宏量制备了高质量的Cu-In-S,Ag-In-Zn-S等多元量子点,所制备的量子点具有组成可调、斯托克斯位移大和环境毒性低等优点,在光催化和白光发光二极管(LED)等领域有着广阔的应用前景。其主要内容如下:1.我们成功在电压力锅中制备了水溶性的Cu-In-S/ZnS core/shell量子点。该方法简单、绿色、易于大批量合成。采用低成本的3-巯基丙酸以及柠檬酸钠作为双配体,分别配位Cu~+以及In~(3+),来平衡两种阳离子之间反应活性的差异。通过对Cu/In组分比例的调控,实现了量子点在556-753nm范围内发光,覆盖了绝大部分可见光范围,并且荧光效率最高可以达到20%。所制备的Cu-In-S/ZnS核/壳QDs在RhB降解过程中表现出优异的光催化活性,在无搅拌条件下,阳光下照射15分钟,E_(ff)可达99%以上。此外,我们考察了该量子点作为LED波长转换器的潜在应用,成功获得了色温(CCT)为3431 K的暖白光LED。2.通过采用一锅法,我们成功在电压力锅中宏量制备了4 L水溶性的Ag-In-Zn-S/ZnS core/shell量子点。采用低成本的硫代苹果酸和柠檬酸钠作为双配体,来平衡阳离子之间反应活性的差异。通过对Ag/In/Zn组分比例的调控,实现了量子点在507-743nm范围内发光,并且荧光效率最高可以达到65%。所制备的Ag-In-Zn-S/ZnS核/壳结构量子点在降解大批量的RhB溶液过程中表现出优异的光催化活性。此外,我们成功制备了CCT为7073K,显色指数(CRI)为79,发光效率为72.5 lm/W的冷白光LED设备。3.我们成功地制备出高发光的明胶包覆的Ag-In-Zn-S/ZnS核/壳结构量子点。该量子点在450-670 nm范围内发光,覆盖了绝大部分可见光范围,并且在包覆一层ZnS壳层后,荧光效率最高可以达到38.3%。此外,所制备的三种发暖白光的LED显示出较高的CRI,表明了该膜是一种值得期待的LED颜色转换材料。4.通过利用壳聚糖、明胶两种天然大分子作为成膜基质,甘油作为增塑剂,以及物理共混和流延成膜的操作,我们成功地制备出了新颖的高透柔性量子点/明胶/壳聚糖混合薄膜,并且系统地考察了该混合薄膜的透过率,水溶性和力学性能。该薄膜兼具明胶-壳聚糖共混膜高柔、高透等性能与量子点优良的光学性能,并且制备方法简单且不涉及量子点配体交换或去除的复杂步骤,保证了成膜后量子点各项的稳定性,因而在LED领域具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703;TM923.34;TB383.1

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本文编号：2752826