POSS修饰量子点及其PVB复合材料的制备

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:lisakk
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量子点具有尺寸可调的荧光性质,在发光二极管、太阳能电池、传感器、生物荧光标记与成像等方面具有广阔的应用前景。然而,量子点通常是以胶体溶液或固体粉末的状态存在,使其实际应用受到了很大的限制。要想实现量子点从纳米材料到功能器件的转化,需要将量子点与其它基体复合以提高其稳定性和加工性。聚合物材料具有物理化学性质稳定、易加工成型、价格低廉等优点,适合作为量子点的载体。因此,量子点/聚合物复合材料引起了人们的广泛关注。   本文采用多种多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)修饰CdSe/CdS/ZnS核壳量子点,并通过溶液共混法制备了透明的量子点/PVB复合材料。同时,通过红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外光谱(UV)、荧光光谱(PL)等测试手段对POSS修饰的量子点以及复合材料的结构和荧光特性进行了详细的研究。   首先,基于巯基与金属之间的相互作用,选用POSS-SH对两种不同发射波长的量子点进行表面修饰,并制备了量子点/PVB复合材料。结果表明,量子点经POSS-SH修饰后,荧光强度小幅提高,这是因为POSS-SH一方面增加了光在增益介质中所走的路程,另一方面减少了量子点的表面缺陷。所制备的复合薄膜在紫外光照射下(λ=365nm),发出均匀明亮的光。通过对复合薄膜表面形貌的分析,POSS-SH有效地改善了量子点与PVB基体的相容性,实现了量子点在PVB基体中的均匀分散。   其次,基于静电作用,选用带有正电荷的OA-POSS与巯基丙酸修饰的量子点进行自组装,并制备了量子点/PVB复合材料。结果表明,量子点与OA-POSS通过静电作用组装成聚集体,产生不同于单个量子点的集体效应,荧光强度大大增强。所制备的复合薄膜光滑平整,具有优异的光学性能。表面形貌分析表明量子点聚集体均匀分散在PVB基体中。   最后,基于静电作用,选用带有负电荷的TMA-POSS与聚乙烯亚胺(PEI)修饰的量子点进行自组装,并制备了量子点/PVB复合材料。结果表明,量子点经TMA-POSS修饰后,荧光强度大大增强。所制备的复合薄膜表面光滑平整,具有优异的光学性能。表面形貌分析表明量子点聚集体与PVB相容性较好,均匀分散在PVB基体中。  
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