核壳结构量子点的修饰、合成及荧光薄膜的制备与应用

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白光LED与以往的照明技术相比较具有优异的显色性和高的光电转换效率,是未来发展的趋势。现阶段市场上的主流白光LED是蓝光芯片与稀土荧光粉复合通过光下转换来获得白光。稀土荧光粉粒径大光散射损失较严重,同时荧光峰位调节困难,荧光量子产率不理想,使得白光LED的显色性与效率仍需进一步提高。量子点具有优异的光电性质,其荧光峰位可以通过粒径或组成来进行可控调节并能获得很高的荧光量子产率。量子点因为很小的粒径对光的散射很少使光散射损失大幅度降低。基于以上优点,量子点在白光LED领域具有广阔的应用前景。然而现阶段量子点高的生物毒性、较差的长期稳定性以及介质分散性限制了其应用。因此量子点作为下转换材料需要在提高其荧光量子产率的同时,减小毒性并提高稳定性以及在介质中的分散性。本论文主要展开了以下三个方面的工作。(1)疏水性Ⅱ-Ⅵ族量子点的二氧化硅表面修饰。首先通过溶液聚合法制备了双亲性聚甲基丙烯酸月桂酯(简写为APLMA)溶液,用APLMA溶液与疏水性Ⅱ-Ⅵ族量子点甲苯溶液混合进行量子点包覆,加氨水沉淀并洗涤后使用去离子水分散得到相转移的量子点水溶液。用溶胶-凝胶法对水溶性量子点进行二氧化硅包覆。通过探讨APLMA分子量、氨水用量、醇水比、硅烷偶联剂对形成量子点-二氧化硅复合粒子形貌影响,得到了粒径较均匀,分散性良好的QD-APLMA-SiO2复合量子点。复合量子点比较好地保存了处理前的荧光特性。(2)Ⅱ-Ⅵ族量子点荧光薄膜的制备与应用。选用Ⅱ-Ⅵ族QD-APLMA-SiO2量子点与有机硅橡胶树脂及环氧树脂复合,制备了不同荧光强度的荧光薄膜。用不同荧光强度的红光QD-APLMA-SiO2量子点环氧树脂和冷白光芯片结合,有效地改变了冷白光芯片的色温。(3)Cu:Zn-In-S量子点的合成及其荧光薄膜的制备与应用。通过非注入一锅法制备Cu:Zn-In-S量子点量子点,调整前驱体中Zn/In摩尔比得到了绿色和橙红色掺杂量子点,并探索了Cu掺杂量对荧光的影响以及每种Zn/In摩尔比下的成核阶段和成壳阶段最佳反应温度与时间。用制备的掺杂量子点与自制的苯丙树脂复合,制备了具有不同荧光强度的绿光、红光荧光薄膜。用制备的荧光薄膜和蓝光芯片结合得到色温为6917K的白光LED。
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