离子添加剂降低离子强度制备高稳定量子点墨水

【作者】 王梓涵； 王莹琳； 王超； 陈香姗； 刘馨璐； 张昕彤； 刘益春；

【机构】 紫外光发射材料与技术教育部重点实验室,东北师范大学；

【摘要】 近红外硫化铅胶体量子点(PbS CQDs)可通过全溶液过程的液相配体交换法转化为具有优异光电性能的"墨水",从而更适用于低成本、大面积沉积薄膜的工艺,具有广阔的工业化应用前景。因此如何得到高质量、高稳定量子点墨水成为工业化过程中亟待解决的重要问题。根据DLVO理论,量子点溶液的稳定性主要依靠双电层的静电斥力。为保证量子点具有优异的光电性能,溶液存在大量卤素离子配体。卤素离子浓度过高会导致双电层收缩,降低稳定性。这使得量子点稳定性与光电性能间存在不可避免的矛盾。基于以上问题,本实验首先研究了液相配体交换过程中卤素离子配体浓度对量子点双电层影响。结果表明随卤素配体离子浓度的降低,量子点双电层增强,表现为Zeta电势从34 mV最大上升至49 mV,提升44%。因此我们提出了通过在溶液中加入微量与卤素配体离子有强配位作用的离子添加剂,从而在降低离子浓度的同时保持量子点光电性能不变的策略。光谱结果表明随着离子添加剂浓度的上升,溶液中卤素配体离子的数量迅速下降。同时,添加离子添加剂前后量子点表面卤素离子配体占比几乎不变(84%-87%)。在放置3个月后,添加了离子添加剂的量子点墨水的吸光度相较于刚制备的墨水仍能保持近80%;而不添加离子添加剂的墨水在则在三天后完全沉淀。我们的研究为制备稳定量子点墨水的添加剂选择提供了一种新的思路,推动了量子点墨水的工业化发展。更多还原