纯水相中即可合成的新功能纳米复合材料有多神奇?

  传统的发白光无机量子点(QDs)的制备办法首要依赖于将三原色(红、黄、蓝)发光量子点封装在固体矩阵中,这一办法面临着量子点易聚会发作荧光猝灭、组成操控杂乱难以量产等严重应战。

  近来,华东理工大学化学与分子工程学院邢明阳教授与美国加州大学河岸分校Yadong Yin教授协作,在纯水相组成白光量子点范畴获得严重研讨进展,相关效果“Confined Growth of Quantum Dots in Silica Spheres by Ion Exchange of ‘Trapped NH4+’ for White-Light Emission”在线宣布于Chem(IF: 18.205)杂志上。

  该研讨团队开发了一种直接在SiO2小球体相内成长量子点的液相组成新办法——“trapped NH4+”离子交换法(图A)。他们使用“trapped NH4+”易与Zn2+、Cd2+等金属阳离子发作离子交换反响的特性,成功地将金属阳离子引进SiO2小球体相(图A,B),再通过室温硫化直接生成金属硫化合物,最终,通过奇妙的酸洗与醇洗进程(酸的浓度需求调控),可选择性地将SiO2小球外表掩盖的“bulk”硫化物洗掉,再通过高温煅烧完结SiO2小球体相量子点的晶化。在煅烧进程中,使用SiO2小球体相孔道的“限域效应”,有用按捺了量子点晶化进程中聚会现象的发作。与此同时,不同尺度孔道的“限域效应”能够很好地操控量子点的尺度散布,使制得的量子点在紫外光照射下直接发射白光。因为传统通过三原色量子点的组合构筑白光LEDs的办法重现性较差,且量子点发射波长的半峰宽难以操控,而“trapped NH4+”离子交换法组成量子点的战略,可通过调理煅烧温度,操控SiO2小球的孔道尺度散布,然后完结对ZnS@SiO2等量子点荧光发射光谱半峰宽的调控(半峰宽可从109.6调理到203.8nm,图C)。值得注意的是,整个量子点的组成进程是在纯水系统中完结,不需求任何油相试剂,也不需求参加任何有机“capping-agent”。

  这一组成战略另一个长处是量子点的制备可完结量产。以组成ZnS@SiO2量子点为例,将现已量产的SiO2小球与锌盐在纯水溶液中进行离子交换,再在常温常压下参加适量硫化钠进行硫化,然后将通过酸洗和醇洗后的SiO2小球在600℃下煅烧2至10小时,便可得到量产的直接发射白光的ZnS@SiO2小球(图D)。制得的白光量子点的荧光量子产值能够到达31.1%,量产后的白光量子点可用于构筑白光LEDs,其白光CIE坐标为:(0.312,0.318),CRI值为92.5(图E)。该白光量子点组成战略有用避免了传统组成办法所需的杂乱的封装进程,为新式功用纳米复合资料的组成供给了一个新的通用渠道,能够方便地将各种纳米颗粒结合到溶胶-凝胶衍生的胶体基质中。

  近年来,邢明阳教授在多功用纳米资料的组成及其在环境与动力的应用研讨范畴获得了一系列重要研讨效果,以榜首或通讯作者在Nat. Commun.,Chem, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Chem. Soc. Rev., Nano Lett., Adv. Funct. Mater., Appl. Catal. B, Mater. Horiz., Environ. Sci. Technol., Water Res.等期刊上宣布SCI论文60篇,其间,影响因子>10.0论文20篇,13篇当选“ESI高被引论文”,4篇当选“0.1%热门文章”。

  该作业以华东理工大学为榜首通讯单位,并得到了欧洲科学院院士张金龙教授的辅导,以及北京理工大学钟海政教授及陈冰昆博士在WLED测验等方面的协助。该研讨得到国家自然科学基金(优秀青年基金和面上)、国家重点研制方案青年项目等的支撑。

  原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929419302724。