[发明专利]一种颗粒及其制备方法

说明书

本发明公开一种颗粒及其制备方法，所述颗粒包括量子点，与所述量子点表面结合的表面配体，所述表面配体的分子结构为P1‑P2‑P3，其中所述P1为与量子点表面原子进行配位结合的配位基团，所述P2为具有苯环共轭体系的有机基团，所述P3为给电子有机基团。本发明通过具有苯环共轭体系的有机基团P2形成离域的共轭电子云，再通过给电子有机基团P3将离域的共轭电子云体系向配位基团P1推移，从而大大增强了配位基团P1上配位原子的配位孤对电子跟量子点表面配位原子的配位能力，增强了配位键的牢固性，因而能够有效地保证量子点表面的充分钝化，提升量子点材料的发光性能。

技术领域

本发明涉及量子点技术领域，尤其涉及一种颗粒及其制备方法。

背景技术

量子点是一种在三个维度尺寸上均被限制在纳米数量级的特殊材料，这种显著的量子限域效应使得量子点具有了诸多独特的纳米性质：发射波长连续可调、发光波长窄、吸收光谱宽、发光强度高、荧光寿命长以及生物相容性好等。这些特点使得量子点在生物标记、平板显示、固态照明、光伏太阳能等领域均具有广泛的应用前景。

量子点的尺寸通常在20纳米以下，因此量子点材料的比表面积非常大，量子点的表面特性和性质对于量子点的性能影响非常显著。量子点表面存在着大量的悬挂键(dangling bonds)，这些悬挂键中一部分连接着反应过程中所加入的有机配体(例如有机胺类、有机羧酸类、有机膦、硫醇等)，另一部分则暴露于外界环境，容易与外界环境发生反应，同时暴露的悬挂键会在能带隙中形成缺陷态和缺陷能级，这也是造成非辐射跃迁损失并导致量子点发光效率降低的重要原因。因此需要尽可能地消除量子点表面暴露的悬挂键。通常有两种方法来消除量子点表面暴露的悬挂键从而有效钝化量子点：一是通过在暴露的悬挂键上连接有机配体；二是通过在暴露的悬挂键外继续生长无机外壳层。由于所生长的外壳层表面不可避免地仍然存在暴露悬挂键，因此仍然会影响量子点的发光效率。一般来说，高质量量子点的制备会同时结合这两种方法，即在量子点表面生长一定厚度的无机外壳层后，加入有机配体进行结合来消除无机外壳层表面的暴露悬挂键。因此可以看出，表面有机配体对于量子点表面的有效钝化从而提升量子点的发光性能具有非常重要的作用。

表面有机配体与量子点的连接是通过形成配位键的方式实现的，这种连接存在着吸附与解吸附的平衡反应关系，即一部分表面配体倾向于连接在量子点表面，另一部分表面配体倾向于从量子点表面脱附。因此需要使平衡尽量向吸附量子点的方向移动，以保证表面配体与量子点表面的有效稳固连接。一般来说可以通过选择不同功能基团与量子点表面进行配位，利用不同功能基团配位能力的不同来实现表面配体与量子点表面连接程度的调节。但能与量子点表面进行配位的功能基团选择很有限，一般来说只有氨基、羧基、巯基、膦基、膦氧基、膦酸基等几种，而且相互之间配位能力差异较大，无法进行配位程度的精细调节。

因此需开发更加有效且更具可调性的量子点表面配体，从而提升量子点材料的发光性能。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种颗粒及其制备方法，旨在解决现有能与量子点表面进行配位的功能基团选择很有限，而且相互之间配位能力差异较大，无法进行配位程度的精细调节的问题。

本发明的技术方案如下：

一种颗粒，其中，所述颗粒包括量子点，与所述量子点表面结合的表面配体，所述表面配体的分子结构为P1-P2-P3，其中所述P1为与量子点表面原子进行配位结合的配位基团，所述P2为具有苯环共轭体系的有机基团，所述P3为给电子有机基团。

所述的颗粒，其中，所述P1选自氨基、羧基、巯基、膦基、膦氧基和膦酸基中的一种或多种。

所述的颗粒，其中，所述P3选自-H，-NH₂、-NHR、-NR₂、-NHC(＝O)R、-OH、-OR、-OC(＝O)R、-F、-Cl、-Br、-I和芳香基中的一种或多种，其中R为烷烃基。