以氟化四元量子点为荧光材料的荧光超疏水复合薄膜及其制备方法

专利2026-02-25  9


本发明涉及发光超疏水材料,具体涉及一种以氟化四元量子点为荧光材料的荧光超疏水复合薄膜及其制备方法。


背景技术:

1、超疏水材料表面独特的润湿性使其在生产及生活中具有广阔的应用前景。随着现代工业和人工智能的快速发展,单一的超疏水性难以满足材料在严苛环境和新兴领域中的使用要求。荧光超疏水材料不仅具有超疏水的特性,还具有发光的特性,近些年来被应用在防伪、重金属检测领域。

2、量子点作为一种新型的半导体纳米材料,因具有稳定性好、吸收谱宽、发射谱窄及抗漂白能力强等优势,在生物医学、能源、环保等领域有着广泛的应用潜力。ag-in-zn-s(aizs)四元量子点因其不含有毒的重金属离子,同时还具有发射谱可调性好、stokes位移大、荧光寿命长等优点,主要应用在显示,比如量子点电视,重金属检测,杀菌等领域,但是将其用于制备超疏水复合薄膜还未见报道。

3、目前的研究中,制备荧光超疏水材料所用的发光物质多为高分子、稀土元素等材料,而这些材料与二氧化硅等疏水材料的表面能相差过大,导致发光物质在超疏水表面分布不均匀。且这些发光材料遇水稳定,对设备要求高,不利于大规模生产,同时容易分相,造成发光材料分散不均匀。


技术实现思路

1、本发明采用氟化四元量子点为发光材料,其与疏水材料二氧化硅微球很好的相容性使得量子点在荧光超疏水薄膜表面均匀分散。且采用氟化四元量子点为发光材料,含氟化合物的引入有利于降低复合薄膜的表面能,得到超疏水特性的荧光超疏水薄膜。另一方面,四元量子点优异的稳定性赋予荧光超疏水材料具有良好的耐摩擦和耐热水冲击性。

2、本发明提供的荧光超疏水复合薄膜,按照下述步骤进行制备:

3、(1)氟化量子点的制备

4、1)银和铟前驱体的制备:将质量比为1:2-10:800-3000:3-12:50-300(优选为1:5.2:747:6.3:93.1)的硝酸银,醋酸铟、十八烯、油酸和全氟烷基硫醇(优选为全氟十二烷硫醇)加入到三口烧瓶中,在氮气气氛下加热至125℃后,搅拌60分钟,备用。

5、其中,全氟烷基硫醇为全氟辛硫醇、全氟癸硫醇、全氟十二烷硫醇中的一种。

6、2)硫前驱体溶液的制备:将质量比为1:8-16:15-30(优选为1:12.3:25.4)的升华硫,十八烯和油胺加入到烧瓶中,加热至100℃后搅拌30分钟,备用。

7、3)锌前驱体溶液的制备:将质量比为1:1.2-3.6:1.2-3.6(优选为1:2.5:2.6)的硬脂酸锌,十八烯和油胺加入到烧瓶中加热至120℃后,持续搅拌60分钟,备用。

8、4)将步骤2)制备的前驱体溶液加入到步骤1)制备的前驱体溶液中,室温下搅拌30分钟,备用。

9、5)将步骤3)制备的前驱体溶液加入到步骤4)反应体系中,升温至210℃反应30min。将溶液冷却后,加入乙醇中以7000r/min离心7min,将上清液倒掉留下固体沉淀物。用正己烷完全溶解固体沉淀物后,再加入乙醇中离心,重复3次,获得氟化四元量子点,装入离心管中避光保存。

10、(2)荧光超疏水乳液的制备

11、将质量比为1:15-100:20-80(优选为1:50:40)的氟化四元量子点、二氧化硅微球、十二烷基硫酸钠加入乙酸乙酯中,经超声震荡分散均匀,得到荧光超疏水乳液。

12、(3)荧光超疏水复合薄膜的制备

13、将步骤(2)制备的荧光超疏水乳液喷涂到基体上,100℃下干燥10个小时,制得荧光超疏水复合薄膜。

14、有益效果:

15、采用上述方法,具有如下的技术优点:

16、(1)本发明制备的氟化四元量子点由于含有氟化合物,与二氧化硅微球具有很好的相容性,使得氟化四元量子点均匀分散在超疏水薄膜表面;

17、(2)本发明制备荧光超疏水薄膜的发光材料为氟化四元量子点,有利于降低复合薄膜的表面能,制备具有超疏水特性的荧光超疏水薄膜;

18、(3)采用喷涂法制备荧光超疏水复合薄膜,不受场地限制,易实施;

19、(4)本发明制备荧光超疏水薄膜的发光材料为稳定性很好的四元量子点,使得荧光超疏水复合薄膜具有良好的耐摩擦和耐热水冲击性。



技术特征:

1.一种荧光超疏水复合薄膜,其特征在于,所述荧光超疏水复合薄膜是将氟化四元量子点与二氧化硅微球共混制备荧光超疏水乳液,再将荧光超疏水乳液喷涂在聚合物基板表面得到的具有荧光特性的柔性超疏水薄膜。

2.如权利要求1所述的荧光超疏水复合薄膜,其特征在于,所述氟化四元量子点为表面配体为全氟烷基硫醇的ag-in-zn-s四元量子点。

3.如权利要求1所述的荧光超疏水复合薄膜,其特征在于,所述氟化四元量子点的制备方法步骤如下:

4.根据权利要求3所述的荧光超疏水复合薄膜,其特征在于,步骤(1)中,全氟烷基硫醇为全氟辛硫醇、全氟癸硫醇、全氟十二烷硫醇中的一种。

5.根据权利要求4所述的荧光超疏水复合薄膜,其特征在于,步骤(1)中,硝酸银,醋酸铟、十八烯、油酸和全氟烷基硫醇的质量比为1:2-10:800-3000:3-12:50-300;加热温度为125℃,搅拌60分钟。

6.根据权利要求3所述的荧光超疏水复合薄膜,其特征在于,步骤(2)中,升华硫,十八烯和油胺的质量比为1:8-16:15-30;加热温度为100℃,搅拌30分钟。

7.根据权利要求3所述的荧光超疏水复合薄膜,其特征在于,步骤(3)中,硬脂酸锌,十八烯和油胺的质量比为1:1.2-3.6:1.2-3.6;加热温度为120℃,搅拌60分钟。

8.一种如权利要求1所述的荧光超疏水复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述的荧光超疏水复合薄膜的制备方法步骤如下:

9.如权利要求8所述的荧光超疏水复合薄膜的制备方法,其特征在于,氟化四元量子点、二氧化硅微球、十二烷基硫酸钠的质量比为1:15-100:20-80。


技术总结
本发明涉及发光超疏水材料技术领域,具体涉及一种以氟化四元量子点为荧光材料的荧光超疏水复合薄膜及其制备方法。氟化四元量子点以硝酸银,醋酸铟,硬脂酸锌、升华硫、全氟烷基硫醇为原料,采用油相热分解的方式获得。将氟化四元量子点与二氧化硅微球共混,喷涂在聚合物基板表面,得到具有荧光特性的柔性超疏水薄膜。本发明氟化四元量子点与二氧化硅微球具有很好的相容性,使得氟化四元量子点均匀分散在超疏水薄膜表面;制备的荧光超疏水薄膜表面能较低,且具有良好的耐摩擦和耐热水冲击性。

技术研发人员:王艳宾,刘清清,何虔静,王标兵
受保护的技术使用者:常州大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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