專利名稱：一種鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種多孔ニ氧化硅復合材料，尤其涉及一種鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料，還涉及該種鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的制備方法和應用。
背景技術：
量子點是由第II-VI或第III-V 族元素組成的半導體納米微晶，量子點粒徑較小，一般只有幾個納米，具有窄而對稱的熒光發(fā)射峰，且無拖尾，多色量子點同時使用時不容易出現(xiàn)光譜交疊，是目前最熱門的研究材料之一。但是目前，在量子點的使用過程中常遇到以下幾個問題第一是分散困難，易團聚。由于半導體量子點為ー種粒徑較小的納米顆粒，比表面積較大，表面能高，所以存儲和應用過程中易發(fā)生團聚，解聚困難，特別加到粘度較大的體系中，量子點不容易分散均勻，造成顆粒之間團聚，而量子點團聚會影響產(chǎn)品的透明性、透光性以及發(fā)光效果。第二是使用操作不方便。目前量子點主要儲存在有機溶劑中，因此應用于LED封裝中操作比較復雜，要除去溶剤，就會増加生產(chǎn)成本和難度。第三是量子點抗氧化能力差。量子點在使用過程中與空氣接觸，容易被空氣中的氧氣和水汽氧化造成熒光強度下降。針對這些使用過程中存在的問題，除了研發(fā)新型的量子點，對量子點進行表面修飾是目前研究的ー個重點，特別是在量子點表面包覆磷脂、ニ氧化硅等材料?，F(xiàn)有技術中包覆ニ氧化硅的方法主要有在水相中直接在量子點表面合成ニ氧化硅；在量子點微乳中合成ニ氧化硅納米球。但是采用這些方法存在問題，第一是ニ氧化硅包覆的量子點數(shù)目較少，第二得到的量子點球尺寸難以控制，量子點的分布很不均勻，第三是通過多不反應，難以量子點效率達到最佳。針對上述問題，有必要制備出ー種性能更為優(yōu)越的ニ氧化硅量子點材料，其制備方法簡單，并且反應易于控制，且應用廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料，該材料制備方法簡單、性能優(yōu)越且能方便的應用于光轉(zhuǎn)換膜、LED發(fā)光半導體封裝和隱形印刷等領域。本發(fā)明的另ー個目的是提供制備上述鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的方法。本發(fā)明的另ー個目的是提供上述鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的應用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下—種鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料，其由多孔ニ氧化硅、鑲嵌在多孔ニ氧化硅表面的半導體量子點以及表面活性劑組成，其中所述多孔ニ氧化硅所占的重量份為60-100,半導體量子點所占的重量份為O. 01-20,表面活性劑所占的重量份為1-15。其中優(yōu)選地，所述多孔ニ氧化硅所占的重量份為85-94，半導體量子點所占的重量份為2-6，表面活性劑所占的重量份為4-9。所述多孔ニ氧化硅是粒徑20 200nm的多孔顆粒。所述半導體量子點為元素周期表第II-VI和第III-V族半導體量子點中的ー種或多種，如，CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnS, GaP、GaN, GaAs, InP、InN, InAs, InSb, PbS, PbSe 等；優(yōu)選地，所述量子點具有核殼結構，如以CdSe、CdTe, CdS、ZnSe, ZnS, GaP, GaN、GaAs, InP,InN、InAs, InSb、PbS、PbSe 等為核，以 CdSe, CdS、ZnSe, ZnS, CdO, ZnO 等為殼的核殼結構；并且優(yōu)選地所述半導體量子點為粒徑小于IOnm的納米半導體量子點。所述表面活性劑為有機硅烷 偶聯(lián)劑或丙烯酸酯類表面活性剤，其中優(yōu)選地，有機硅烷偶聯(lián)劑選自 KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、KH-602、Z-6030 和 Z-6040 中的一種或幾種；丙烯酸酯類表面活性劑選自甲基丙烯酸月桂酷、甲基丙烯酸辛酷、甲基丙烯酸ニ丁酷、甲基丙烯酸正丁酷、甲基丙烯酸異丁酷、甲基丙烯酸己酷、甲基丙烯酸癸酷、甲基丙烯酸辛酷、甲基丙烯酸異辛酷、甲基丙烯酸庚酷、甲基丙烯酸十八酷、甲基丙烯酸環(huán)己酯和甲基丙烯酸己酯中的ー種或幾種。制備所述鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的方法包括以下步驟I)將提純后的半導體量子點加入有機溶劑中配成量子點溶液。2)向上述配置好的半導體量子點溶液中添加多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入表面活性劑并攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩10min_24h，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用有機溶劑反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離；4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥然后粉碎，得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。其中，所述步驟I)和步驟2)中使用的有機溶劑可以相同，也可以不同，所述有機溶劑選自芳香烴類有機溶劑、脂肪烴類有機溶劑、脂環(huán)烴類有機溶剤、齒化烴類有機溶劑和醇類有機溶劑中的ー種或幾種。優(yōu)選地，其中芳香烴類有機溶劑選自甲苯、ニ甲苯、異丙苯、こ苯和萘中的ー種或幾種；脂肪烴類有機溶劑選自丁烷、戊烷、己烷、庚烷和辛烷中的ー種或幾種；脂環(huán)烴類有機溶劑選自環(huán)己烷、環(huán)己酮和甲苯環(huán)己酮中的ー種或幾種；鹵化烴類有機溶劑選自氯苯、ニ氯苯、ニ氯甲烷和氯仿中的ー種或幾種；醇類有機溶劑選自正丙醇、異丙醇、正丁醇、2- 丁醇、正戊醇、2-戊醇、3-戊醇、正己醇、辛醇、2-辛醇、I-壬醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、2-甲基-2 丁醇和3-甲基-1-丁醇中的ー種或幾種。另外，四氫呋喃、石油醚和200號油漆溶劑油也可以作為有機溶劑使用。本發(fā)明制得的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料主要應用在光轉(zhuǎn)換膜、LED封裝和隱形印刷等領域。在現(xiàn)有技術中，量子點應用于光學領域時，不僅存在存儲問題，同時耐熱性不好，抗氧化性能差，并且分散困難，用量難以控制；而應用到LED封裝領域上時，又存在制成的封裝膠或載體材料的耐磨性能、硬度、耐化學腐蝕性能、機械性能等較差的問題，而本發(fā)明采用多孔ニ氧化硅和量子點制成復合材料，不僅提高了量子點的耐熱性能、耐化學性能、分散性能、抗氧化性能和壽命，還提高了其耐磨性能、抗紫外線性能以及機械性能等。由于得到的復合材料具有熒光材料的性能，可以制成光轉(zhuǎn)換膜應用到成像器件上以增強成像器件的紫外響應能力，同時復合材料還可以提高光轉(zhuǎn)換膜的耐紫外性能、透光性能、耐磨性能、耐化學腐蝕性能和機械性能等。當應用到LED封裝領域中時，該復合材料可以很容易均勻分散于封裝膠，提高LED燈的透光性能、發(fā)光性能以及抗氧化性能等。本發(fā)明提供的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料在光轉(zhuǎn)換膜領域應用為以玻璃、PC和PE等板材為基板，將鑲嵌有量子點的ニ氧化硅復合材料與硅膠、EVA樹脂、PLMA樹脂、PUA樹脂、環(huán)氧樹脂、ニ氧化硅溶膠和ニ氧化鈦溶膠中的ー種或多種材料混合均勻，采用旋涂、噴涂、流涂或提拉 等涂膜エ藝涂膜，通過熱固化或光固化成膜或直接壓片。其中所述鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料在成膜材料中的重量百分比為O. 001-30wt%。本發(fā)明提供的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料在LED封裝領域應用為在封裝LED發(fā)光半導體時，將鑲嵌有量子點的ニ氧化硅復合材料添加到光固化樹脂或熱固化樹脂中混合均勻，然后封裝到LED芯片的表面。其中添加的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料占總物質(zhì)質(zhì)量的O. l-30wt%。本發(fā)明提供的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料還可以應用到透明印刷領域，即透明材料表面印刷，主要是透明產(chǎn)品中商標、說明書、圖案等的隱形印刷。與現(xiàn)有技術對比，本發(fā)明產(chǎn)品及制備方法具有以下優(yōu)點a)本發(fā)明直接使用多孔ニ氧化硅吸附量子點，以多孔ニ氧化硅作為量子點的載體，一方面使得產(chǎn)品制備エ藝簡單，影響反應的因素較少，反應易于控制，反應時間也較短，并且產(chǎn)品制備過程中不會影響到量子點的發(fā)光效率；另ー方面更容易控制制得的ニ氧化硅復合材料的粒徑及形貌；同時還提高了量子點的抗氧化能力，延長了量子點的發(fā)光壽命；b)本發(fā)明的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料應用到光轉(zhuǎn)換膜領域時，其與硅膠、EVA樹脂、PLMA樹脂、PUA樹脂、環(huán)氧樹脂等復合能得到熒光效果好的光轉(zhuǎn)換膜，同時本發(fā)明的復合材料還可以提高制得的光轉(zhuǎn)換膜的耐高溫性能、耐紫外性能、透光性能、耐磨性能、耐化學腐蝕性能和機械性能等；c)本發(fā)明的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料應用到LED封裝領域時，可以很容易地均勻分散在封裝膠中，提高LED燈的透光性能、發(fā)光性能以及抗氧化性能等；d)本發(fā)明的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料還可以應用到隱形印刷領域，用于透明材料的表面印刷；e)本發(fā)明的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料易于存儲，其能夠以粉末的方式存儲、運輸和應用。


圖I是本發(fā)明復合材料和純量子點分別與硅樹脂混合的在不同溫度條件下加熱后的熒光強度對比譜圖；圖2是本發(fā)明復合材料和純量子點分別與硅樹脂混合涂膜后的膜透光率曲線。
具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明進行進ー步的詳細說明。實施例II、硒化鎘(CdSe)量子點的制備
I)在三ロ燒瓶中加入O. 12mmol的氧化鎘(CdO)和O. 4ImmoI硬脂酸(SA)，采用Schlenk技術，脫氣、充氣數(shù)次后加熱到150°C，保持30min，使CdO充分溶解至無色，隨后降溫至50°C。2)向三ロ燒瓶中加入I. 94g純度大于90%的三正辛基氧膦(TOPO)和I. 92g純度大于90%的十六胺(HDA)。采用Schlenk技術，通過真空系統(tǒng)將水和氧氣排干凈后，在氬氣環(huán)境下將其加熱至320°C。此時，使用注射器快速注入用Immol硒(Se)與2ml三正丁基膦(TBP)配置的儲備液，并快速降溫至260° C，維持一段時間，最后撤出加熱裝置，使產(chǎn)物冷卻
至室溫。3)向步驟2)獲得的液體中加入與之等體積的化學純氯仿，再加入3倍體積的化學純丙酮后，將有固體析出，待固體析出沉淀完畢，以3000 5000rpm離心I 10分鐘。4)離心完畢后將上層混合液倒掉，再加入體積比為1:3的氯仿和丙酮混合液清洗固體，再次離心并倒掉上層混合液，殘余的固體粉末即為硒化鎘(CdSe)量子點。2、鑲嵌CdSe量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的制備I)將分離提純好的半導體量子點O. Olg分散于氯仿中，形成氯仿量子點溶液；2)向上述氯仿量子點溶液中加入IOOg多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入lgKH-560，攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩lh，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用氯仿反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離；4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥后粉碎，最后得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。其中所得的復合材料中半導體量子點、表面活性劑和多孔ニ氧化硅的重量比為O. 01
I:100。實施例2I、CdSe量子點合成按照與實施例I相同的方法制備2、鑲嵌CdSe量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的制備I)將分離提純好的半導體量子點IOg分散于甲苯和ニ甲苯的混合溶液中，形成甲
苯/ニ甲苯量子點溶液；2)向上述甲苯/ ニ甲苯量子點溶液中加入90g多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入7g Z-6030，攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩12h，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用甲苯/ニ甲苯混合溶液反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離；4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥后粉碎，最后得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。其中所得的復合材料中半導體量子點、表面活性劑和多孔ニ氧化硅的重量比為10:7 90o實施例3I、具有CdSe/ZnS核殼結構的量子點的制備I)采用實施例I的方法合成硒化鎘(CdSe)量子點，將其與甲苯混合形成硒化鎘(CdSe)甲苯溶液(IOml)，將該溶液注射到三正辛基氧膦(TOPO)和十六胺的混合溶液當中，通過抽真空的方式在100°C下將甲苯從反應體系中抽出；2)將步驟I)獲得的體系升溫到200°C后，以滴加方式先后加入ニこ基鋅(ZnEt2) /三正丁基膦(TBP)溶液和硫(S) /三正丁基膦(TBP)溶液，滴加完畢后，于20(TC恒溫反應并攪拌10 50分鐘，后降溫至室溫；3)在室溫下向步驟2)獲得的溶液中加入化學純甲醇，待溶液中固體析出沉淀后，在3000 5000rpm離心I 10分鐘；4)離心完畢后倒掉上層溶液 ，加入甲苯和甲醇混合液(體積比1:3)清洗固體后再次離心，離心完畢后倒掉上層溶液，最后將剰余的固體溶解到甲苯、環(huán)己烷或氯仿中保存。在所述步驟I)中，三正辛基氧膦(TOPO)與十六胺(HDA)的重量比為1:1。在所述步驟2)中，步驟I)獲得的反應體系與步驟2)滴加量的體積比為5:4 ;ニこ基鋅(ZnEt2) /三正丁基膦(TBP)溶液中，ニこ基鋅(ZnEt2)的摩爾濃度為O. 25mol/L ;硫0 /三正丁基膦(TBP)溶液中，硫(S)的摩爾濃度為O. 25mol/L。2、鑲嵌CdSe/ZnS量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的制備I)將分離提純好的半導體量子點15g分散于環(huán)己酮中，形成環(huán)己酮量子點溶液；2)向上述環(huán)己酮量子點溶液中加入65g多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入15g表面活性劑(7g KH-560和8g KH-570)，攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩24h，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用辛烷反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離；4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥后粉碎，最后得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。其中所得的復合材料中半導體量子點、表面活性劑和多孔ニ氧化硅的重量比為15:
1565o實施例4I、CdSe量子點合成按照與實施例I相同的方法制備2、鑲嵌CdSe量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的制備I)將分離提純好的半導體量子點20g分散于異丙醇中，形成異丙醇量子點溶液；2)向上述異丙醇量子點溶液中加入85g多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入4g棕櫚酸，攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩8h，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用正丁醇反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離；4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥后粉碎，最后得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。其中所得的復合材料中半導體量子點、表面活性劑和多孔ニ氧化硅的重量比為20 4 85o實施例5I、CdSe量子點合成按照與實施例I相同的方法制備2、鑲嵌CdSe量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的制備I)將分離提純好的半導體量子點2g分散于氯仿中，形成氯仿量子點溶液；2)向上述氯仿量子點溶液中加入60g多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入IOg甲基丙烯酸月桂酷，攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩lOmin，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用氯仿反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離；4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥后粉碎，最后得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。其中所得的復合材料中半導體量子點、表面活性劑和多孔ニ氧化硅的重量比為2
1080o實施例6I、CdSe/ZnS量子點按照與實施例3相同的方法制備2、鑲嵌CdSe/ZnS量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的制備I)將分離提純好的半導體量 子點6g分散于石油醚中，形成石油醚量子點溶液；2)向上述石油醚量子點溶液中加入94g多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入9g甲基丙烯酸正丁酷，攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩5h，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用石油醚反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離；4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥后粉碎，最后得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。其中所得的復合材料中半導體量子點、表面活性劑和多孔ニ氧化硅的重量比為6 :9 94。實施例7I、CdSe/ZnS量子點按照與實施例3相同的方法制備2、鑲嵌CdSe/ZnS量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的制備I)將分離提純好的半導體量子點Ig分散于氯苯中，形成氯苯量子點溶液；2)向上述氯苯量子點溶液中加入70g多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入12g甲基丙烯酸己酷，攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩18h，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用四氫呋喃反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離；4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥后粉碎，最后得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。其中所得的復合材料中半導體量子點、表面活性劑和多孔ニ氧化硅的重量比為I :12 70o實施例8I、CdSe/ZnS量子點按照與實施例3相同的方法制備2、鑲嵌CdSe/ZnS量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的制備I)將分離提純好的半導體量子點18g分散于2-甲基-1-丙醇中，形成2-甲基-1-丙醇量子點溶液；2)向上述2-甲基-1-丙醇量子點溶液中加入IOOg多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入IOg油酸，攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩20h，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用石油醚反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離；4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥后粉碎，最后得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。其中所得的復合材料中半導體量子點、表面活性劑和多孔ニ氧化硅的重量比為18:
10:100。實施例9產(chǎn)品性能測試分別在常溫條件下和150°C加熱后測試實施例3制得的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化娃復合材料的發(fā)光強度(a)常溫條件下，將實施例3制備出來的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料O. Ig加入到2g LSR-7080硅樹脂中，攪拌混合Ih后，測試發(fā)光強度，如圖I所示，測得的發(fā)光強度為6250 ；(b)按照與(a)相同的步驟和配比，將純量子點CdSe/ZnS添加到硅樹脂中，攪拌混合30min，測試發(fā)光強度，如圖I所示，測得的發(fā)光強度為5500 ；(c)將實施例3制備出來的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料O. Ig加入到2gLSR-7080硅樹脂中，攪拌混合30min后，放到烘箱中，在150°C條件下加熱lh，冷卻到室溫，測試發(fā)光強度，如圖I所示，測得的發(fā)光強 度為6000 ；Cd)按照與(C)相同步驟和配比，將純量子點CdSe/ZnS添加到LSR-7080硅樹脂中，攪拌混合30min后，在150°C條件下加熱lh，冷卻到室溫，測試發(fā)光強度，如圖I所示，測得的發(fā)光強度為4000。參考圖1，對比測試(a)和(b)的結果，可以看出在常溫條件下，使用鑲嵌有量子點的多孔ニ氧化硅的復合材料比使用純量子點得到的產(chǎn)品的發(fā)光強度高12%，對比(c)和(d)的測試結果，使用鑲嵌有量子點的多孔ニ氧化硅的復合材料比使用純量子點得到的產(chǎn)品的發(fā)光強度高33%左右；將(a)和(C)的測試結果進行對比，同時(b)和(d)的測試結果進行對比，可以看出在150°C條件下，使用鑲嵌有量子點的多孔ニ氧化硅的復合材料制得的產(chǎn)品發(fā)光強度比常溫下測得的發(fā)光強度降低4%左右，而使用純量子點制得的產(chǎn)品發(fā)光強度比常溫下測得的發(fā)光強度降低27%左右，這說明量子點經(jīng)過多孔ニ氧化硅吸附后使用具有較好的耐高溫、耐老化性能，也就是說本發(fā)明制備的鑲嵌有量子點的多孔ニ氧化硅的復合材料沒有影響量子點的發(fā)光效率，同時增加了量子點的耐高溫性能，使得制得的產(chǎn)品具有較好的耐高溫、耐老化性能。實施例10實施例3制備的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料在光轉(zhuǎn)換膜制備中的應用I)稱取有機娃膠3g,添加7g氯仿溶液,攪拌均勻后形成30wt%的娃膠氯仿溶液；2)稱取O. Ig鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料，添加到步驟I)中的硅膠氯仿溶液中，攪拌均勻；3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩lOmin，得到成膜基材；4)將準備好的成膜基材放置于旋涂儀中，調(diào)節(jié)旋涂速度為500rpm/min，旋涂時間為60s,然后旋涂；5)將涂膜后的成膜基材放入烘箱中，在100°C下固化Ih ；6)取出固化樣品，冷卻到室溫即成光轉(zhuǎn)換膜。采用純量子點CdSe/ZnS按照上述方法和配比制備光轉(zhuǎn)化膜，測試兩種光轉(zhuǎn)化膜的透光率，結果如附圖2所示，采用純量子點制備的光轉(zhuǎn)化膜在可見光內(nèi)的平均透光率為85左右，而采用本發(fā)明的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料制備的光轉(zhuǎn)化膜在可見光內(nèi)的平均透光率為92左右，平均透光率提高8%左右。實施例11實施例3制備的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料在光轉(zhuǎn)換膜的制備中的應用
I)用酸、堿或者酸堿兩步催化法制備ニ氧化硅溶膠；2)取步驟I)中制備好的ニ氧化硅溶膠10g，加入鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料2g，攪拌均勻；3)將步驟2)制得的混合物經(jīng)超聲震蕩20min，得到成膜基材；4)調(diào)節(jié)提拉儀的參數(shù)為150cm/min，將成膜基材裝在提拉儀上，然后提拉成膜；
5)將提拉成的光轉(zhuǎn)換膜連同基材一起放入烘箱中加熱固化，在150°C下固化Ih ；6)取出固化好的樣品，冷卻到室溫即成光轉(zhuǎn)換膜。實施例12實施例3制備的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料在光轉(zhuǎn)換膜的制備中的應用I)取O. 5gEVA溶解到IOg氯仿溶液中，形成EVA氯仿溶液；2)取I. 8g鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料加入到EVA氯仿溶液中，攪拌均勻；3)將步驟2)制得的混合物經(jīng)超聲震蕩lOmin，得到成膜基材；4)將成膜底材放入旋涂儀中，設定旋涂速度1500rpm/min,時間60s,然后旋涂；5)涂膜好后，樣品放入烘箱，在100°C下固化30min，即成光轉(zhuǎn)換膜。實施例13實施例3制備的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料在LED封裝中的應用I)稱取鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料15g，加入85g有機硅封裝樹脂，攪拌均勻；2)將步驟I)的混合物在攪拌條件下抽真空，真空度小于O. IMp,時間為lOmin，除
去氣泡；3)將步驟2)得到的混合物在LED芯片上點膠，并在70°C條件下預固化60min，然后升溫到150°C固化30min ；4)將LED冷卻到室溫，即可得到采用鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料封裝的LED 燈。通過上述實施例可以看出，本發(fā)明直接使用多孔ニ氧化硅吸附量子點，以多孔ニ氧化硅作為量子點的載體，簡化了通過表面修飾使用量子點的エ藝，本發(fā)明方法エ藝簡単，反應易于控制，產(chǎn)品制備過程中不會影響到量子點的發(fā)光效率，同時更容易控制制得的ニ氧化硅復合材料的粒徑及形貌；另外，本發(fā)明的鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料可以應用到光轉(zhuǎn)換膜領域、LED封裝領域等領域中，使用后，制得的光轉(zhuǎn)換膜具有良好的耐高溫性能、耐紫外性能、透光性能、耐磨性能、耐化學腐蝕性能和機械性能等，在用于LED封裝時，具有良好的透光性能、發(fā)光性能及抗氧化性能。
權利要求
1.一種鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料，其由多孔ニ氧化硅、鑲嵌在多孔ニ氧化硅表面的半導體量子點以及表面活性劑組成，其中所述多孔ニ氧化硅所占的重量份為60-100，半導體量子點所占的重量份為O. 01-20，表面活性劑所占的重量份為1-15。
2.根據(jù)權利要求I所述的鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料，其特征在于所述多孔ニ氧化硅所占的重量份為85-94，半導體量子點所占的重量份為2-6，表面活性劑所占的重量份為4-9。
3.根據(jù)權利要求I所述的鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料，其特征在于所述多孔ニ氧化娃是粒徑20 200nm的多孔顆粒。
4.根據(jù)權利要求I所述的鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料，其特征在于所述半導體量子點為元素周期表第II-VI和第III-V族半導體量子點中的ー種或多種。
5.根據(jù)權利要求4所述的鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料，其特征在于所述半導體量子點為粒徑小于IOnm的納米半導體量子點。
6.根據(jù)權利要求I所述的鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料，其特征在于所述表面活性劑為有機硅烷偶聯(lián)劑或丙烯酸酯類表面活性剤。
7.根據(jù)權利要求6所述的鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料，其特征在于有機硅烷偶聯(lián)劑選自 KH-550、KH-560、KH-570、KH-580、KH-602、Z-6030 和 Z-6040 中的ー種或幾種；丙烯酸酯類表面活性劑選自甲基丙烯酸月桂酷、甲基丙烯酸辛酷、甲基丙烯酸ニ丁酷、甲基丙烯酸正丁酷、甲基丙烯酸異丁酷、甲基丙烯酸己酷、甲基丙烯酸癸酷、甲基丙烯酸辛酷、甲基丙烯酸異辛酷、甲基丙烯酸庚酷、甲基丙烯酸十八酷、甲基丙烯酸環(huán)己酯和甲基丙烯酸己酯中的ー種或幾種。
8.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料在光轉(zhuǎn)換膜中的應用。
9.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的鑲嵌量子點的ニ氧化硅復合材料在LED封裝領域中的應用。
10.ー種制備鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的方法，該方法包括以下步驟 1)將提純后的半導體量子點加入有機溶劑中配成量子點溶液； 2)向上述配置好的半導體量子點溶液中添加多孔ニ氧化硅，攪拌均勻，然后加入表面活性劑并攪拌均勻； 3)將步驟2)得到的混合物經(jīng)超聲震蕩10min-24h，離心分離，得到膠體狀物質(zhì)，用有機溶劑反復清洗膠體狀物質(zhì)，再離心分離； 4)將步驟3)得到的物質(zhì)干燥然后粉碎，得到鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料。
11.根據(jù)權利要求10所述的制備鑲嵌量子點的多孔ニ氧化硅復合材料的方法，其特征在于所述有機溶劑選自芳香烴類有機溶劑、脂肪烴類有機溶劑、脂環(huán)烴類有機溶劑、鹵化烴類有機溶劑和醇類有機溶劑中的ー種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑲嵌量子點的二氧化硅復合材料，其由多孔二氧化硅、鑲嵌在多孔二氧化硅表面的半導體量子點以及表面活性劑組成，其中所述多孔二氧化硅所占的重量份為60-100，半導體量子點所占的重量份為0.01-20，表面活性劑所占的重量份為1-15。本發(fā)明制得的鑲嵌量子點的多孔二氧化硅復合材料主要應用在光轉(zhuǎn)換膜、LED封裝和隱形印刷等領域，制得的光轉(zhuǎn)換膜具有良好的透光性能、耐高溫性能、耐磨性能等，在用于LED封裝時，具有良好的透光性能、發(fā)光性能及抗氧化性能。
文檔編號C09K11/88GK102690658SQ20121017004
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權日2012年5月28日
發(fā)明者張志坤, 李陽, 潘志婷 申請人:廣東普加福光電科技有限公司