本發(fā)明涉及量子點(diǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種量子點(diǎn)的后處理方法。

背景技術(shù)：

量子點(diǎn)顯著的量子限域效應(yīng)使其具有了諸多獨(dú)特的納米性質(zhì)：發(fā)射波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)、發(fā)光波長(zhǎng)窄、吸收光譜寬、發(fā)光強(qiáng)度高以及熒光壽命長(zhǎng)等。這些特點(diǎn)使得量子點(diǎn)在平板顯示、固態(tài)照明、光伏太陽(yáng)能等光電領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。

眾所周知，在光電器件例如半導(dǎo)體顯示器件、照明器件以及太陽(yáng)能器件中，對(duì)于光電材料的純度要求非常高，微量雜質(zhì)的引入不僅會(huì)對(duì)光電材料本身的光學(xué)和電學(xué)等特性造成影響，更重要的是，也會(huì)對(duì)整體光電器件中的載流子和激子等的行為造成影響，從而大大降低相應(yīng)光電器件的性能。當(dāng)前用于光電領(lǐng)域的半導(dǎo)體膠體量子點(diǎn)大多是通過(guò)金屬有機(jī)物熱分解合成法來(lái)制備的。在這種方法中，陰離子前驅(qū)體和陽(yáng)離子前驅(qū)體的反應(yīng)體系在高溫下達(dá)到反應(yīng)物的瞬間過(guò)飽和，從而發(fā)生短時(shí)間內(nèi)的成核反應(yīng)和后續(xù)的生長(zhǎng)反應(yīng)，最終形成具有良好尺寸單分布性的量子點(diǎn)。由于不同前驅(qū)體反應(yīng)活性的差異以及所形成的量子點(diǎn)組分的不同要求，在量子點(diǎn)形成后，反應(yīng)體系中往往仍然存在一種或幾種過(guò)量或者殘余的前驅(qū)體反應(yīng)物；常規(guī)的方法是通過(guò)加入沉淀劑進(jìn)行多次沉淀離心分離來(lái)去除，但最終樣品的純度對(duì)于沉淀步驟時(shí)沉淀劑的加入量非常敏感，沉淀劑加入量過(guò)量，非常容易導(dǎo)致剩余未反應(yīng)的前驅(qū)體反應(yīng)物與量子點(diǎn)同時(shí)沉淀出來(lái)，大大影響了量子點(diǎn)產(chǎn)物的純度；而沉淀劑加入量過(guò)少，又會(huì)導(dǎo)致量子點(diǎn)無(wú)法沉淀出來(lái)或者損失大量產(chǎn)物。

因此，需開(kāi)發(fā)一種能夠避免上述由于沉淀劑的加入而導(dǎo)致雜質(zhì)與量子點(diǎn)一同沉淀出來(lái)的有效量子點(diǎn)提純方法。

技術(shù)實(shí)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量子點(diǎn)的后處理方法，旨在解決現(xiàn)有后處理方法由于沉淀劑的加入，導(dǎo)致雜質(zhì)與量子點(diǎn)一同沉淀出來(lái)的問(wèn)題。

一種量子點(diǎn)的后處理方法，其中，包括：

步驟A、在含有未反應(yīng)前驅(qū)體的量子點(diǎn)溶液中加入多元硫醇，然后在一定的溫度下進(jìn)行反應(yīng)；

步驟B、反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，然后進(jìn)行離心分離并棄掉液相，用溶劑沖洗固相后干燥，即獲得不含未反應(yīng)前驅(qū)體的量子點(diǎn)。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟A中，所述多元硫醇為1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇、1,6-己二硫醇、1,8-辛二硫醇、1,9-壬二硫醇、1,11-十一烷二硫醇、1,16-十六烷二硫醇、2,3-丁二硫醇中的一種。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟A中，所述多元硫醇加入的量為量子點(diǎn)溶液體積的0.001倍至10倍。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟A中，反應(yīng)的溫度為10-400℃，反應(yīng)的時(shí)間為5秒至10小時(shí)。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟A中，反應(yīng)的體系氛圍為惰性氣氛、空氣氣氛、真空中的一種。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟B中，沖洗固相的溶劑為非極性有機(jī)溶劑，所述非極性有機(jī)溶劑為氯仿、甲苯、氯苯、正己烷、正辛烷、十氫萘、十三烷中的一種。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟B中，沖洗完后的固相干燥條件為空氣中自然干燥、真空干燥、空氣中加熱干燥、真空加熱干燥中的一種。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟B后還包括：

步驟C、將獲得的量子點(diǎn)與所要溶解的溶劑混合后，加入單元硫醇，然后在一定的溫度下反應(yīng)后，獲得量子點(diǎn)溶液。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟C中，所述單元硫醇為1-丙硫醇、1-丁硫醇、1-戊硫醇、1-己硫醇、1-庚硫醇、1-辛硫醇、1-壬硫醇、1-癸硫醇、1-十二硫醇、1-十四硫醇、1-十八硫醇中的一種。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟C中，用于溶解的溶劑為氯仿、甲苯、氯苯、正己烷、正辛烷、十氫萘、十三烷中的一種。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟C中，所述單元硫醇的加入量為溶劑體積的0.001倍至10倍。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟C中，所述量子點(diǎn)與溶劑的混合比例為1-1000 mg/mL。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟C中，反應(yīng)的溫度為10-400℃，反應(yīng)的時(shí)間為5秒至10小時(shí)。

所述的量子點(diǎn)的后處理方法，其中，步驟C中，反應(yīng)的體系氛圍為惰性氣氛、空氣氣氛、真空中的一種。

有益效果：本發(fā)明在不引入沉淀劑的情況下，有效實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)與未反應(yīng)前驅(qū)體的有效分離，從而提升量子點(diǎn)產(chǎn)物的純度。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種量子點(diǎn)的后處理方法，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(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的一種量子點(diǎn)的后處理方法較佳實(shí)施例，其中，包括：

步驟A、在含有未反應(yīng)前驅(qū)體的量子點(diǎn)溶液中加入多元硫醇，然后在一定的溫度下進(jìn)行反應(yīng)；

步驟B、反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，然后進(jìn)行離心分離并棄掉液相，用溶劑沖洗固相后干燥，即獲得不含未反應(yīng)前驅(qū)體的量子點(diǎn)。

本發(fā)明通過(guò)在含有殘留或者過(guò)量未反應(yīng)前驅(qū)體的量子點(diǎn)反應(yīng)體系或者溶液體系中加入一定比例的多元硫醇，然后在合適的溫度下進(jìn)行配體交換反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后直接進(jìn)行離心分離，棄去液相后，用溶劑沖洗固相若干次后干燥，即可獲得不含以上未反應(yīng)前驅(qū)體的高純度量子點(diǎn)產(chǎn)物。本發(fā)明提供的上述量子點(diǎn)的提純方法，在不引入沉淀劑的情況下，有效實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)與以上未反應(yīng)前驅(qū)體的有效分離，從而提升量子點(diǎn)產(chǎn)物的純度。

本發(fā)明所述多元硫醇指的是含有兩個(gè)或兩個(gè)以上巰基官能團(tuán)（-SH）的非芳香有機(jī)化合物，例如，所述多元硫醇可以為但不限于1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇、1,6-己二硫醇、1,8-辛二硫醇、1,9-壬二硫醇、1,11-十一烷二硫醇、1,16-十六烷二硫醇、2,3-丁二硫醇等中的一種。優(yōu)選地，所述多元硫醇為1,8-辛二硫醇或1,16-十六烷二硫醇。

本發(fā)明的量子點(diǎn)可以為II-VI族量子點(diǎn)材料體系、III-V族量子點(diǎn)材料體系、IV-VI族量子點(diǎn)材料體系中的一種。

以上量子點(diǎn)材料體系中，量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)可以為但不限于量子點(diǎn)均一二元組分單核結(jié)構(gòu)、量子點(diǎn)均一多元合金組分單核結(jié)構(gòu)、量子點(diǎn)多元合金組分漸變單核結(jié)構(gòu)、量子點(diǎn)二元組分分立核殼結(jié)構(gòu)、量子點(diǎn)多元合金組分立核殼結(jié)構(gòu)、量子點(diǎn)多元合金組分漸變核殼結(jié)構(gòu)中的一種。

以上量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的核和殼化合物分別包括：II-VI族的CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnTeS、CdSeS、CdSeTe、CdTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdSeSTe、ZnSeSTe、CdZnSeSTe；III-V族的InP、InAs、InAsP；IV-VI族的PbS、PbSe、PbTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe。以上量子點(diǎn)核殼結(jié)構(gòu)包括上述任意一種或一種以上化合物的任意組合。

本發(fā)明未反應(yīng)前驅(qū)體可以為陽(yáng)離子前驅(qū)體和陰離子前驅(qū)體中的一種或兩種，其中所述陽(yáng)離子前驅(qū)體可以為但不限于脂肪酸鎘、脂肪酸鋅、脂肪酸鉛、脂肪酸銦中任意一種，其中脂肪酸可以為單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸中任意一種，其中單不飽和脂肪酸可以為油酸、肉豆蔻油酸、棕櫚油酸、芥酸中任意一種，多不飽和脂肪酸可以為二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）等中任意一種，飽和脂肪酸可以為辛酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸、花生酸等中任意一種。

所述陰離子前驅(qū)體可以為但不限于硫、硒、碲三種元素與如下有機(jī)物的任意組合所形成的化合物，有機(jī)物包括：三辛基膦（Trioctylphosphine，簡(jiǎn)寫為TOP，下同）、十八烯（1-Octadecene，簡(jiǎn)寫為ODE，下同）、油酸（Oleic acid，簡(jiǎn)寫為OA，下同）、十八烷基胺（Octadecylamine，簡(jiǎn)寫為ODA，下同）、三辛胺（Trioctylamine，簡(jiǎn)寫為TOA，下同）、十八烷基膦酸（Octadecylphosphonic acid，簡(jiǎn)寫為ODPA，下同）、9-十八烯胺（Oleylamine）。

步驟A中，所述多元硫醇加入的量為量子點(diǎn)溶液體積的0.001倍至10倍。優(yōu)選地，所述多元硫醇加入的量為量子點(diǎn)溶液體積的0.03倍至1倍。

步驟A中，反應(yīng)的溫度為10-400℃，反應(yīng)的時(shí)間為5秒至10小時(shí)。優(yōu)選地，反應(yīng)的溫度為25-100℃，反應(yīng)的時(shí)間為30分鐘至60分鐘。

步驟A中，所述多元硫醇加入的體系氛圍可以為惰性氣氛、空氣氣氛、真空（壓強(qiáng) <100 Pa）中的一種。

步驟B中，沖洗固相的溶劑可以為非極性有機(jī)溶劑，所述非極性有機(jī)溶劑可以為氯仿、甲苯、氯苯、正己烷、正辛烷、十氫萘、十三烷等中的一種。優(yōu)選地，所述非極性有機(jī)溶劑可以為氯仿或正己烷。

步驟B中，沖洗完后的固相（即量子點(diǎn)）的干燥條件可以為空氣中自然干燥、真空干燥、空氣中加熱干燥、真空加熱干燥中的一種。

本發(fā)明所述多元硫醇加入到含有殘留或過(guò)量未反應(yīng)前驅(qū)體的量子點(diǎn)反應(yīng)體系或溶液體系中，能夠與體系中的量子點(diǎn)發(fā)生配體交換反應(yīng)，這是由于多元硫醇具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的巰基官能團(tuán)，能夠使多個(gè)量子點(diǎn)之間進(jìn)行交聯(lián)從而發(fā)生團(tuán)聚，而體系中的殘留或過(guò)量未反應(yīng)前驅(qū)體不會(huì)受到多元硫醇的影響，因而使量子點(diǎn)能夠從體系中有效分離出來(lái)，通過(guò)直接的離心分離操作，即可獲得高純度的量子點(diǎn)。

本發(fā)明的量子點(diǎn)的后處理方法，其中步驟B后還包括：

步驟C、將獲得的量子點(diǎn)量子點(diǎn)與所要溶解的溶劑混合后，加入單元硫醇，然后在一定的溫度下反應(yīng)后，獲得量子點(diǎn)溶液。即本發(fā)明還提供了一種將通過(guò)上述提純方法獲得的高純度量子點(diǎn)重新在溶劑體系中的分散溶解方法，具體是將通過(guò)上述方法提純后的量子點(diǎn)與所要溶解的溶劑混合后，加入一定比例的單元硫醇，然后在合適的溫度下反應(yīng)后，即可獲得分散良好的量子點(diǎn)溶液。

本發(fā)明所述單元硫醇指的是只含有一個(gè)巰基官能團(tuán)（-SH）的非芳香有機(jī)化合物，例如，所述單元硫醇可以為但不限于1-丙硫醇、1-丁硫醇、1-戊硫醇、1-己硫醇、1-庚硫醇、1-辛硫醇、1-壬硫醇、1-癸硫醇、1-十二硫醇、1-十四硫醇、1-十八硫醇等中的一種。

本發(fā)明所述單元硫醇的加入量為溶劑體積的0.001倍至10倍。優(yōu)選地，所述單元硫醇的加入量為溶劑體積的0.02倍至1倍。

本發(fā)明加入單元硫醇后的反應(yīng)溫度為10-400攝氏度，加入單元硫醇后的反應(yīng)時(shí)間為5秒至10小時(shí)。優(yōu)選地，加入單元硫醇后的反應(yīng)溫度為25-100攝氏度，加入單元硫醇后的反應(yīng)時(shí)間為30分鐘至60分鐘。

上述反應(yīng)的體系氛圍可以為惰性氣氛、空氣氣氛或真空（壓強(qiáng) <100 Pa）中的一種。

本發(fā)明所述單元硫醇加入到量子點(diǎn)固體和溶劑的混合體系中后，單元硫醇能夠有效連接至量子點(diǎn)表面，或者與量子點(diǎn)表面的原有配體發(fā)生配體交換反應(yīng)，由于單元硫醇能夠顯著提升量子點(diǎn)溶解分散性，所以單元硫醇配體交換后的量子點(diǎn)能夠有效分散溶解在所指定的溶劑中。

本發(fā)明所述量子點(diǎn)與溶劑的混合比例可以為1-1000 mg/mL。所述溶劑可以為非極性有機(jī)溶劑，所述非極性有機(jī)溶劑可以為但不限于氯仿、甲苯、氯苯、正己烷、正辛烷、十氫萘、十三烷等中的任意一種。

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

使用1,8-辛二硫醇處理含有過(guò)量未反應(yīng)前驅(qū)體的CdSe/ZnS量子點(diǎn)反應(yīng)體系的流程如下：

1）、將在三口瓶中反應(yīng)結(jié)束的CdSe/ZnS量子點(diǎn)反應(yīng)體系（總體積為20mL）溫度由300攝氏度降至100度；整個(gè)CdSe/ZnS量子點(diǎn)反應(yīng)體系保持在惰性氣氛下。

2)、往CdSe/ZnS量子點(diǎn)反應(yīng)體系中加入1mL 1,8-辛二硫醇，保持溫度在100攝氏度下反應(yīng)60分鐘。

3)、將CdSe/ZnS量子點(diǎn)反應(yīng)體系冷卻至室溫后，直接進(jìn)行常規(guī)的離心分離：將混合液體系通過(guò)高速離心機(jī)在8000轉(zhuǎn)/分鐘下離心5分鐘后，棄掉液相；用氯仿沖洗剩下的固相，然后離心分離并棄掉液相，將此過(guò)程再重復(fù)1遍；將得到的固相抽真空干燥后，即得到高純度的CdSe/ZnS量子點(diǎn)樣品。

實(shí)施例2

使用1,16-十六烷二硫醇處理含有過(guò)量未反應(yīng)前驅(qū)體的InP/ZnS量子點(diǎn)溶液體系的流程如下：

1）、空氣氣氛下，在15mL含有過(guò)量未反應(yīng)前驅(qū)體的InP/ZnS量子點(diǎn)的正己烷溶液中加入0.5mL 1,16-十六烷二硫醇。

2)、將混合溶液體系在室溫下反應(yīng)30分鐘。

3)、將混合溶液體系直接進(jìn)行常規(guī)的離心分離：將混合液體系通過(guò)高速離心機(jī)在8000轉(zhuǎn)/分鐘下離心5分鐘后，棄掉液相；用正己烷沖洗剩下的固相，然后離心分離并棄掉液相，將此過(guò)程再重復(fù)3遍；將得到的固相在空氣中自然干燥后，即得到高純度的InP/ZnS量子點(diǎn)樣品。

實(shí)施例3

使用1-十八硫醇處理CdSe/ZnS量子點(diǎn)固體樣品，使其重新溶解在正辛烷溶劑中的流程如下：

1）、稱取200 mg上述高純度CdSe/ZnS量子點(diǎn)固體樣品，加入到10 mL正辛烷溶劑中。

2)、在加入溶劑后的混合體系中加入0.2mL 1-十八硫醇。

3）、將混合體系在室溫下反應(yīng)60分鐘后，形成分散良好的CdSe/ZnS量子點(diǎn)溶液。

綜上所述，本發(fā)明通過(guò)在含有殘留或者過(guò)量未反應(yīng)前驅(qū)體的量子點(diǎn)反應(yīng)體系或者溶液體系中加入一定比例的多元硫醇，并在合適的溫度下反應(yīng)后，直接進(jìn)行離心分離及沖洗干燥，即可獲得不含以上未反應(yīng)前驅(qū)體的高純度量子點(diǎn)固體樣品。另外，本發(fā)明將上述所獲得的高純度量子點(diǎn)固體樣品與所要溶解的溶劑混合后加入一定比例的單元硫醇，并在合適的溫度下反應(yīng)后，即可獲得分散良好的量子點(diǎn)溶液。本發(fā)明量子點(diǎn)提純方法，有效實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)與未反應(yīng)前驅(qū)體的有效分離，從而提升量子點(diǎn)產(chǎn)物的純度。且該方法可控性好，易于重復(fù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。