Ge-B-Si-Zn玻璃体系红光量子点微晶玻璃及其制备方法和应用
本发明属于量子点微晶玻璃领域，具体涉及一种ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃及其制备方法和在制备lcd光转换薄膜中的应用。
背景技术：
1、全无机金属卤化物钙钛矿cspbx3(x＝cl,br,i)纳米晶(ncs)在显示应用中表现出突出的光学性能，如高光致发光量子产率(plqy)、窄带发射、宽色域范围和高吸收系数等，引起了研究人员的广泛关注。但环境因素(湿度、温度、光照、氧气)导致了cspbx3(x＝cl,br,i)的不稳定性，因此专家学者们提出了一些策略来克服cspbx3 ncs的缺点。其中研究最多的为配体钝化、表面包覆法等，而表面包覆法又包括了介孔材料包覆法、高分子材料包覆法和玻璃材料包覆法等。无机玻璃基质作为一种替代材料，具有良好的机械稳定性、热稳定性和化学稳定性。随着社会的发展，人们在实际生活中对新型玻璃需求也快速增长，玻璃在过去的几十年里从主要的硅酸盐发展到硼酸盐、磷酸盐和碲酸盐。
2、liu等人[ying ye,etc.highly luminescent cesium lead halide perovskitenanocrystals stabilized in glasses for light-emittingapplications.adv.optical mater.2019,1801663]以50geo2-20b2o3-4zno-3cao-3pbo-5cs2o-5nabr-10nai的玻璃配方在锗硅酸盐玻璃中制备了cspbx3量子点，其中cspbbr3量子点玻璃在365nm激发波长下的plqy高达81.1％，但cspbbri2量子点玻璃在460nm激发波长下的最佳plqy仅为17.6％。
3、pang等[xiaoliang pang et al.regulating the morphology andluminescence properties of cspbbr3 perovskite quantum dots through therigidity of glass network structure.j.mater.chem.c,2020,8,17374-17382]以(38-x)geo2-xsio2-34b2o3-5al2o3-4zno-5sro-8cs2o-3pbbr2-3nabr(x＝0,9.5,19,28.5和38mol％)的玻璃配方在锗硅酸盐玻璃中制备了cspbbr3量子点，当x＝0时，cspbbr3量子点玻璃的量子效率最高，可达43.54％。在优势样品中，随着在水中浸泡时间的延长，光致发光强度急剧下降。
4、zhang等[zhaojing kuang,mingshuang guan,mengli gao,jiaming pan,shiqingxu,junjie zhang.effect of cao on crystallization and photoluminescence ofcspbbr3 quantum dots germanium borate glass.journal of luminescence 265(2024)120243]以87(geo2+b2o3+zno)-13(pbo+nabr+cs2co3)-xcao,(x＝0,1,2,3,4,5,6)的玻璃配方在硼酸锗玻璃中制备了cspbbr3 ncs，通过调整cao的含量，cspbbr3@glass的plqy由7.78提高到64.52％，但是x＝0即不引入cao的情况下得到的量子点玻璃的plqy只有7.78％。cspbbr3量子点玻璃在浸泡33天后仍保持良好的pl性能。此外，经过三次加热和冷却循环后，cspbbr3玻璃保持了71％的原始pl强度。
5、综上，在含锗元素的玻璃基质中制备得到cspbx3量子点可以提高量子点稳定性，但是制备高量子效率的cspbbri2量子点依然是个挑战。
6、此外，高质量复合薄膜的制备是将cspbx3纳米晶应用于高性能液晶显示(lcd)器件的重要途径之一。具有可调谐发射波长的高光学性能cspbx3是lcd器件设计中常用的光转换材料。尽管基于cspbx3的薄膜已经在背光显示器中得到了很好的应用，但其稳定性与实际应用之间仍然存在差距。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃及其制备方法和在制备lcd光转换薄膜中的应用。
2、本发明所采取的技术方案如下：
3、第一方面，本发明提供了一种ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃，其是按照下述玻璃配方称取原料，经高温熔化、水淬、干燥、研磨、过筛、析晶处理得到；通过以下步骤制备得到：
4、所述玻璃配方中各原料的摩尔份数如下所示：
5、
6、并且，pbbr2的投料摩尔量是pbi2摩尔量的2倍。
7、作为优选，所述玻璃配方中各原料的摩尔份数如下所示：
8、
9、
10、作为进一步的优选，所述玻璃配方中各原料的摩尔份数如下所示：
11、
12、作为最优选，所述玻璃配方中各原料的摩尔份数如下所示：
13、
14、
15、第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：
16、(1)按照玻璃配方称取原料，将原料混合、研磨均匀；
17、(2)将步骤(1)得到的混合物放入高温升降炉中在90-140分钟内升温至1200-1300℃高温熔化，保温5-30分钟，得到熔融态的玻璃；
18、(3)将熔融态的玻璃倒入冷水中进行水淬，得到玻璃块；
19、(4)将得到的玻璃块在40-80℃烘箱中进行干燥2-6小时；
20、(5)将干燥后的玻璃块放进球磨机进行研磨粉碎，过筛得到玻璃粉体；
21、(6)玻璃粉体在温度为410℃-540℃的环境下析晶处理5-15小时，降温至室温，得到ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃粉。
22、作为优选，步骤(5)中，球磨机转速为250-450rpm，研磨3-10小时。
23、作为优选，步骤(5)中，所述的过筛是过300-450目的筛网。
24、作为优选，步骤(6)中，析晶温度为510-530℃，析晶时间为10小时。最优选析晶温度为510℃。
25、第三方面，本发明提供了一种第一方面所述的ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃在制备lcd光转换薄膜中的应用，所述应用为：将ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃粉末与聚苯乙烯(ps)按照质量比1-5％：1的质量比混合均匀，待平板硫化仪加热层升至200-250℃，将混合原料放入进行压膜，并保温10-25分钟，随后进行冷却，得到lcd光转换薄膜。
26、作为优选，所述ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃粉末与聚苯乙烯(ps)按照质量比3-4％：1，最优选4％：1的质量比混合。
27、与现有技术相比，本发明的优点与效果是：
28、(1)本发明通过简单的高温熔融法即可得到一种ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃，在460nm紫外灯照射下，合成出的cspbbri2红光量子点微晶玻璃在紫外灯下呈红色发光。
29、(2)本发明制备出发光性能好的量子点微晶玻璃，既保持了量子点发光性能优异，同时隔绝空气，提高了其稳定性，在led照明显示、lcd背光显示等领域具有潜在的应用前景。
30、(3)本发明将所述的ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃应用于制备lcd光转换薄膜中，所制备的光转换膜发光性能好，稳定性好。
技术特征：
1.一种ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃，其特征在于：所述ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃是按照下述玻璃配方称取原料，经高温熔化、水淬、干燥、研磨、过筛、析晶处理得到；通过以下步骤制备得到：
2.如权利要求1所述的ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃，其特征在于：所述玻璃配方中各原料的摩尔份数如下所示：
3.如权利要求1所述的ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃，其特征在于：所述玻璃配方中各原料的摩尔份数如下所示：
4.如权利要求1所述的ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃，其特征在于：所述玻璃配方中各原料的摩尔份数如下所示：
5.一种如权利要求1-4之一所述的ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(6)中，析晶温度为510-530℃，析晶时间为10小时。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(6)中，析晶温度为510℃。
8.如权利要求1-4之一所述的ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃在制备lcd光转换薄膜中的应用，所述应用为：将ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃粉末与聚苯乙烯按照质量比1-5％：1的质量比混合均匀，待平板硫化仪加热层升至200-250℃，将混合原料放入进行压膜，并保温10-25分钟，随后进行冷却，得到lcd光转换薄膜。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于：所述ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃粉末与聚苯乙烯按照质量比3-4％：1混合。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：所述ge-b-si-zn玻璃体系cspbbri2红光量子点微晶玻璃粉末与聚苯乙烯按照质量比4％：1的质量比混合。
技术总结
本发明提供了一种Ge‑B‑Si‑Zn玻璃体系红光量子点微晶玻璃及其制备方法和应用。所述Ge‑B‑Si‑Zn玻璃体系CsPbBrI<subgt;2</subgt;红光量子点微晶玻璃以GeO<subgt;2</subgt;、B<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、SiO<subgt;2</subgt;、ZnO、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、K<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;、Li<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;、Cs<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;、PbBr<subgt;2</subgt;、NaBr、PbI<subgt;2</subgt;、NaI为原料，经高温熔化、水淬、干燥、研磨、过筛、析晶处理得到。本发明通过简单的高温熔融法即可得到一种Ge‑B‑Si‑Zn玻璃体系CsPbBrI<subgt;2</subgt;红光量子点微晶玻璃，该量子点微晶玻璃既保持了量子点发光性能优异，同时提高了其稳定性，应用于制备LCD光转换薄膜中，所制备的光转换膜发光性能好，稳定性好。
技术研发人员：向卫东,梅恩柔,梁晓娟
受保护的技术使用者：温州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23