本發(fā)明涉及量子點合成領(lǐng)域，尤其涉及一種ZnSe_xS_1-x合金量子點及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，量子點作為一種高能效，廣色域的發(fā)光材料，其在許多領(lǐng)域表現(xiàn)出非常高的應用價值，包括照明、顯示、太陽能轉(zhuǎn)換以及分子和細胞成像。相應的，為使得量子點滿足在各領(lǐng)域的應用要求，不斷改進的實驗方法已經(jīng)可以實現(xiàn)制備尺寸、形貌、空間取向性、組成成分以及晶體結(jié)構(gòu)等方面高度可調(diào)的量子點材料。但是，由于濕化學法的復雜性，我們很難在合成過程中同時實現(xiàn)對量子點的尺寸、形貌、空間取向性、組成成分以及晶體結(jié)構(gòu)的精確控制。特別是對于合金量子點，在單次實驗步驟中，通過對多個反應組分活性的控制，實現(xiàn)對合金量子點的成分、尺寸的控制是非常困難的。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種ZnSe_xS_1-x合金量子點及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有方法對合金量子點的成分、尺寸的控制困難的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法，其中，包括步驟：

A、在惰性氣體氛圍下，將制備好的鋅前驅(qū)體加熱至220-270℃；

B、將預先制備好的CuSe_xS_1-x合金量子點注入到所述鋅前驅(qū)體中，反應5 ~20mins后停止加熱；

C、待反應液冷卻至室溫后，將產(chǎn)物反復溶解、沉淀，離心提純，得到ZnSe_xS_1-x合金量子點。

較佳地，所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法，其中，所述步驟A中，鋅前驅(qū)體的制備方法包括步驟：在惰性氣體氛圍下，在230~300℃下，將氧化鋅和油酸混合加熱，直到氧化鋅完全溶解，隨后加入三辛基膦，得到鋅前驅(qū)體。

較佳地，所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法，其中，氧化鋅、油酸和三辛基膦的摩爾比為1~10：100~300：80~100。

較佳地，所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法，其中，氧化鋅、油酸和三辛基膦的摩爾比為1:40:18。

較佳地，所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法，其中，所述步驟A中，通過加熱套對所述鋅前驅(qū)體溶液加熱。

較佳地，所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法，其中，所述步驟B中，CuSe_xS_1-x合金量子點的制備方法包括步驟：在惰性氣體氛圍下，將油胺、油酸和氯化亞銅混合，接著將混合液在真空下加熱至80~180℃并脫氣25~60mins，然后將脫氣后的混合液于惰性氣氛下加熱至220~350℃，隨后注入一定比例的硒、硫和1-十八烯混合物，反應60~600s；待反應液冷卻至室溫后，將產(chǎn)物反復溶解、沉淀，離心提純，得到CuSe_xS_1-x合金量子點。

較佳地，所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法，其中，油胺、油酸和氯化亞銅的摩爾比為50~100：20~50：1~5。

較佳地，所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法，其中，氯化亞銅、硒、硫和1-十八烯的摩爾比為10：2~5：1~3：50~100。

較佳地，所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法，其中，所述步驟C中，用甲苯和無水甲醇將產(chǎn)物反復溶解。

一種ZnSe_xS_1-x合金量子點，其中，采用上述任一所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法制備而成。

有益效果：本發(fā)明通過陽離子交換技術(shù)將環(huán)境友好的CuSe_xS_1-x合金量子點轉(zhuǎn)換成ZnSe_xS_1-x合金量子點，減少重金屬鋅的使用量；并且ZnSe_xS_1-x合金量子點的成分和晶格可通過預先設(shè)計CuSe_xS_1-x合金量子點的成分和晶格完成；陽離子交換過程中，合金量子點的形貌和尺寸未發(fā)生變化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的一種ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法較佳實施例的流程圖。

圖2為本發(fā)明CuSe_xS_1-x合金量子點生成ZnSe_xS_1-x合金量子點的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種ZnSe_xS_1-x合金量子點及其制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，圖1為本發(fā)明的一種ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法較佳實施例的流程圖，其中，包括步驟：

S100、在惰性氣體氛圍下，將制備好的鋅前驅(qū)體加熱至220-270℃；

S200、將預先制備好的CuSe_xS_1-x合金量子點注入到所述鋅前驅(qū)體中，反應5 ~20mins后停止加熱；

S300、待反應液冷卻至室溫后，將產(chǎn)物反復溶解、沉淀，離心提純，得到ZnSe_xS_1-x合金量子點。

具體地，在惰性氣體氛圍下，通過加熱套將制備好的鋅前驅(qū)體快速升溫至220~270℃（例如250℃），隨后將CuSe_xS_1-x合金量子點（配制成CuSe_xS_1-x合金量子點的1-十八烯溶液）注入到鋅前驅(qū)體中，反應5~20 mins（例如10mins）后，隨后通過移除加熱套的方式停止加熱；待反應液冷卻至室溫后，用甲苯和無水甲醇將產(chǎn)物反復溶解、沉淀，離心提純，得到獲得ZnSe_xS_1-x合金量子點。

結(jié)合圖2所示，圖2為本發(fā)明CuSe_xS_1-x合金量子點生成ZnSe_xS_1-x合金量子點的示意圖，如圖所示，通過陽離子交換技術(shù)CuSe_xS_1-x中原有的Cu²⁺被Zn²⁺替換，CuSe_xS_1-x合金量子點轉(zhuǎn)換成ZnSe_xS_1-x合金量子點，其中，0≦X≦1。

陽離子交換技術(shù)是一種局部規(guī)整反應，反應過程中陰離子的晶格陣列被保留，而原有的陽離子被新的陽離子替換，其實施主要利用陽離子擴散速率遠高于陰離子的擴散速率的原理。因此，陽離子交換反應過程中，膠體納米晶的整體形貌可以得到保持。本發(fā)明通過陽離子交換技術(shù)將環(huán)境友好的CuSe_xS_1-x合金量子點轉(zhuǎn)換成ZnSe_xS_1-x合金量子點，減少重金屬鋅的使用量。ZnSe_xS_1-x合金量子點的成分和晶格可通過預先設(shè)計CuSe_xS_1-x合金量子點的成分和晶格完成。陽離子交換過程中，合金量子點的形貌和尺寸未發(fā)生變化。ZnSe_xS_1-x合金量子點的發(fā)光可以通過調(diào)節(jié)CuSe_xS_1-x合金量子點中的Se:S比例來實現(xiàn)調(diào)節(jié)。本發(fā)明方法是一種靈活的后處理量子點方法，實現(xiàn)合金量子點可控制備。

具體地，本發(fā)明所述CuSe_xS_1-x合金量子點的制備方法包括步驟：在惰性氣體氛圍下，將油胺、油酸和氯化亞銅混合，接著將混合液在真空下加熱至80~180℃（如120℃）并脫氣25~60mins（如40mins），然后將脫氣后的混合液于惰性氣氛下加熱至220~350℃（如300℃），隨后將一定比例的硒、硫和1-十八烯混合物注入，反應60~600s；待反應液冷卻至室溫后，用甲苯和無水甲醇將產(chǎn)物反復溶解、沉淀，離心提純，得到CuSe_xS_1-x合金量子點；

優(yōu)選地，油胺、油酸和氯化亞銅的摩爾比可以為50~100：20~50：1~5。

優(yōu)選地，氯化亞銅、硒、硫和1-十八烯的摩爾比可以為10：2~5：1~3：50~100。

具體地，本發(fā)明所述鋅前驅(qū)體的制備方法包括步驟：在惰性氣體氛圍下，在230~300℃下（如260℃），將氧化鋅和油酸混合加熱，直到氧化鋅完全溶解，隨后加入三辛基膦，得到鋅前驅(qū)體。

具體地，所述氧化鋅、油酸和三辛基膦的摩爾比為1~10：100~300：80~100。優(yōu)選地，氧化鋅、油酸和三辛基膦的摩爾比為1:40:18。

基于上述方法，本發(fā)明提供一種ZnSe_xS_1-x合金量子點，其采用如上任一所述的ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備方法制備而成。

下面通過實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例1

結(jié)合圖1所示，長徑比為10 nm:5 nm的綠色發(fā)光ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備步驟如下：

（1）CuSe_xS_1-x合金量子點的制備：在惰性氣體氛圍下，將10 mL油胺（Oleylamine）、5 mL油酸（Oleic acid）和100 mg氯化亞銅（CuCl）混合，接著將混合液真空下加熱至120℃并脫氣60 mins，然后將脫氣后的混合液于惰性氣氛下加熱至300℃，隨后將一定比例的0.35 mmol的硒、0.17 mmol硫和15 mL的1-十八烯混合物注入，反應60~600 s，產(chǎn)生CuSe_xS_1-x合金量子點。待反應液冷卻至室溫后，用甲苯和無水甲醇將產(chǎn)物反復溶解、沉淀，離心提純，得到純的CuSe_xS_1-x合金量子點。

（2）鋅前驅(qū)體的制備：在惰性氣體氛圍下，在250℃下，將60 mg氧化鋅、5 mL油酸（Oleic acid）混合加熱直到氧化鋅完全溶解，隨后加入3 g三辛基膦（trioctylphosphine）得到鋅前驅(qū)體。

（3）陽離子交換方法制備ZnSe_xS_1-x合金量子點：在惰性氣體氛圍下，將鋅前驅(qū)體快速升溫至240℃，隨后將200 μL的CuSe_xS_1-x合金量子點的三辛基膦（trioctylphosphine）溶液（1 μM）注入到鋅前驅(qū)體中，反應5 mins得到ZnSe_xS_1-x合金量子點，隨后移除加熱套；待反應液冷卻至室溫后，用甲苯和無水甲醇將產(chǎn)物反復溶解、沉淀，離心提純，得到獲得藍色發(fā)光ZnSe_xS_1-x合金量子點。

實施例2

結(jié)合圖1所示，長徑比為10 nm:5 nm的紅色發(fā)光ZnSe_xS_1-x合金量子點的制備步驟如下：

（1）CuSe_xS_1-x合金量子點的制備：在惰性氣體氛圍下，將10 mL油胺（Oleylamine）、5 mL油酸（Oleic acid）和100 mg氯化亞銅（CuCl）混合，接著將混合液真空下加熱至120℃并脫氣60 mins，然后將脫氣后的混合液于惰性氣氛下加熱至300℃，隨后將一定比例的0.55 mmol的硒、0.17 mmol硫和15 mL 的1-十八烯混合物注入，反應60~600 s，產(chǎn)生CuSe_xS_1-x合金量子點。待反應液冷卻至室溫后，用甲苯和無水甲醇將產(chǎn)物反復溶解、沉淀，離心提純，得到純的CuSe_xS_1-x合金量子點。

（2）鋅前驅(qū)體的制備：在惰性氣體氛圍下，在250℃下，將60 mg氧化鋅和5 mL油酸（Oleic acid）混合加熱直到氧化鋅完全溶解，隨后加入3 g三辛基膦得到鋅前驅(qū)體。

（3）陽離子交換方法制備ZnSe_xS_1-x合金量子點：在惰性氣體氛圍下，將鋅前驅(qū)體快速升溫至250℃，隨后將200 μL的CuSe_xS_1-x合金量子點的1-十八烯（1-Ocatadecene）溶液（1 μM）注入到鋅前驅(qū)體中，反應5 mins得到ZnSe_xS_1-x合金量子點，隨后移除加熱套；待反應液冷卻至室溫后，用甲苯和無水甲醇將產(chǎn)物反復溶解、沉淀，離心提純，得到獲得藍色發(fā)光ZnSe_xS_1-x合金量子點。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種ZnSe_xS_1-x合金量子點及其制備方法，本發(fā)明通過陽離子交換技術(shù)將環(huán)境友好的CuSe_xS_1-x合金量子點轉(zhuǎn)換成ZnSe_xS_1-x合金量子點，減少重金屬鋅的使用量。ZnSe_xS_1-x合金量子點的成分和晶格可通過預先設(shè)計CuSe_xS_1-x合金量子點的成分和晶格完成。陽離子交換過程中，合金量子點的形貌和尺寸未發(fā)生變化。ZnSe_xS_1-x合金量子點的發(fā)光可以通過調(diào)節(jié)CuSe_xS_1-x合金量子點中的Se:S比例來實現(xiàn)調(diào)節(jié)。本發(fā)明方法是一種靈活的后處理量子點方法，實現(xiàn)合金量子點可控制備。

應當理解的是，本發(fā)明的應用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。