离子液体辅助微波法水相合成Cu-In-Zn-S/ZnS量子点及其在白光LED中的应用

陈婷^1,2，徐彦乔¹，江伟辉^1,2，谢志翔¹，王连军^2,3，江莞^2,3

1. 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院2. 国家日用及建筑陶瓷工程中心3. 东华大学材料科学与工程学院功能材料研究所

摘 要：Cu-In-Zn-S（CIZS）量子点具有毒性低、发射谱覆盖范围广、Stokes位移大等特点,在照明领域具有广阔的应用前景。通过离子液体辅助微波法水相合成CIZS量子点,系统研究了反应时间、配体添加量和前驱体溶液pH对样品的物相组成、显微形貌以及荧光性能的影响。结果表明,与未添加离子液体制备的样品相比,离子液体的引入提高了反应速率,可有效地将反应时间由180min缩短至30min;随着反应时间的延长,量子点的粒径增大,其发射峰位由609.2nm红移至634.6nm。随着nGSH（谷胱甘肽）/n（CuInZn）的增大,量子点的粒径逐渐增大,导致其发射峰位由622.6 nm红移至631.6 nm,同时量子点的发光强度逐渐增强;当该比值为15时,量子点的荧光强度最高。此外,随着pH的增大,去质子化的–SH和–NH2与量子点的作用逐渐增强,有效地钝化了量子点的表面态,使其荧光强度逐渐上升,当pH为8.5时,样品的荧光性能最佳,同时量子点的平均水合粒径由99nm增大至241nm;量子点溶液的Zeta电位为–27.7～–41.1mV,说明量子点溶液具有优异的稳定性。通过ZnS表面修饰可有效提高量子点的荧光强度。将CIZS/ZnS量子点与蓝光芯片结合,获得了显色指数为85.6、发光效率为34.8 lm/W的白光LED器件,为水相制备的多元量子点在白光LED中的应用提供了参考。

关键词：离子液体;微波;水相合成;Cu-In-Zn-S;量子点;