膜材料发展前景与展望 一、国内外经济对膜产业的重大需求 近几十年发展起来的膜技术是以具有选择透过性的膜材料作为核心，在膜两侧推动力下，实现混合物分离、提纯、浓缩的分离技术。与过滤、精馏、萃取、蒸发等传统分离技术相比，膜技术具有能耗低、分离效率高、设备简单、无相变、无污染等优点，因此被称为新型高效分离技术。作为一种高新技术，膜技术并不是高不可攀的，实际上，它就在我们身边。比如，随处可购买到的纯净饮用水绝大部分采用膜技术净化得到；为保持乳品的营养价值及水果的风味，牛奶、酸奶、奶酪等也可以采用膜技术进行除菌、浓缩及杂质去除。 在21世纪的多数工业中，膜技术将扮演重要角色，在水资源、能源、环境、传统产业改造等领域发挥重大作用。 在缓解水资源短缺方面，预计到2050年，我国缺水总量将达4000亿m3，因缺水而导致的工业总产值损失大约2000亿元，农业总产值损失大约1500亿元。膜法海水淡化技术、膜法水质净化技术、膜及其集成技术将成为解决我国北方资源性缺水、南方水质性缺水和城市缺水的有效手段。 在化工与石油化工领域，分离过程能耗占到了总能耗的70％左右，分离效率低还导致了严重的环境污染问题。膜分离技术可以高效低能耗地实现高精度分离，是过程工业节能降耗的共性技术之一。譬如，膜法精密过滤代替蒸发，可节能40％以上，减少溶剂消耗量30%以上；膜法渗透汽化技术代替精馏，进行有机物脱水，可节能50％
以上；膜技术是过程工业减排的关键支撑技术，采用膜法处理油田回注水、焦化废水等，可实现工业废水循环利用，减少废水排放量；采用膜法可以实现废酸、废碱资源化利用，实现废液零排放。 此外，膜技术还是改造传统产业、推进相关行业技术进步的高新技术，可以说，膜技术的发展得到了全球范围的高度重视，美国、日本、欧洲等多国政府将膜技术作为21世纪高新技术进行研究与开发，制定了相应的研究开发计划，促进了膜技术和产业的强劲发展。我国政府对膜技术的研究和开发同样十分重视，自“六五”以来，已连续六个五年计划都把膜技术作为重点项目进行支持。2010年出台《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将高性能膜材料列入战略性新兴产业，为膜技术和膜产业的自身发展，膜应用市场的培育带来了前所未有的机遇。 经过5O多年的发展．中国膜产业逐渐走向成熟。特别是近20年来，中国膜产业高速增长，总产值从1993年2亿元人民币上升到20O8年200亿元(膜行业总产值是指膜制品、膜组件、膜附属设备及相关工程的总值，膜制品与膜组件是整个行业的核心)。 在21世纪的许多工业中，都将膜技术的重要性提升到了战略高度。2009年我国膜产业总产值约240亿元，2010年约300亿元。按照目前年均30%的增幅，未来5年我国膜产业有望突破1000亿元。可以预见，膜技术将迎来产值大幅增加的黄金十年，它所带动的相关产业产值总量更是不可估量。膜技术将在水资源、能源、环境、传统产业改造等领域发挥重大作用。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/683404448.html, 量子点的制备及应用进展 作者：于潇张雪萍王才富倪柳松等 来源：《科技视界》2013年第29期 【摘要】本文分别从量子点的概念、特性、制备方法、表面修饰等方面对量子点进行了 描述及讨论，在此基础上，对量子点在生物传感器方面的应用进行了，最后分析了量子点生物传感器的存在的问题，对其未来发展趋势进行了展望。 【关键词】量子点；光学；生物传感器 量子点主要是由Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族元素组成的均一或核壳结构纳米颗粒，又称半导体纳米晶体。由于发生结构和性质发生宏观到微观的转变，其拥有独特的光、电、声、磁、催化效应，因此成为一类比较特殊的纳米材料。国内外关于量子点传感器的研究非常广泛，例如在生命科学领域，可以用于基于荧光共振能量转移原理的荧光探针检测，可以用于荧光成像，生物芯片等；在半导体器件领域，量子点可以用于激光器，发光二极管、LED等。本文对量子点 的制备方法和应用领域及前景进行了初步讨论。 1 量子点的基本特性及其制备方法 1.1 量子点的特性及优势 量子点的基本特性有：量子尺寸效应、表面效应、量子限域效应、宏观量子隧道效应，除此之外，量子点具有一些独特的光学效应，这使得量子点较传统的荧光染料用来标记生物探针具有以下优势： （1）量子点具有宽的激发光谱范围，可以用波长短于发射光的光激发，产生窄而对称的发射光谱，避免了相邻探测通道之间的干扰。 （2）量子点可以“调色”，即通过调节同一组分粒径的大小或改变量子点的组成，使其荧光发射波长覆盖整个可见光区。尺寸越小，发射光的波长越小。 （3）量子点的稳定性好，抗漂白能力强，荧光强度强，具有较高的发光效率。半导体量子点的表面上包覆一层其他的无机材料，可以对核心进行保护和提高发光效率，从而进一步提高光稳定性。正是由于量子点具有以上特性使其在生物识别及检测中具有潜在的应用前景，有望成为一类新型的生化探针和传感器的能量供体，因此备受关注。 1.2 量子点的制备方法 根据原料的不同分为无机合成路线和金属-有机物合成路线，两种合成方法各有利弊。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910296776.5 (22)申请日 2019.04.14 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南开区卫津路92号 (72)发明人 赵广久 王朝 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 理事务所 12201 代理人 李素兰 (51)Int.Cl. C09K 11/74(2006.01) B82Y 20/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称一种全无机铋钠钙钛矿材料的合成方法(57)摘要本发明公开了一种全无机铋钠钙钛矿材料的合成方法，采用DMF作为溶解氯化铯、氯化钠和氯化铋反应物的溶剂，得到前驱体溶液；采用异丙醇为反溶剂；将所述前驱体溶液加入反溶剂后，离心后取上清液获得化学式为Cs 2NaBiCl 6且为立方晶型的量子点材料。本发明首次合成出Cs 2NaBiCl 6钙钛矿量子点，通过选自地壳中丰度较高、且毒性小的元素，并采用工艺较为简单，实验环境要求较低的LARP法的原理，将前驱体溶液注到可以互溶的反溶剂中，前驱体物质析出晶体。本发明合成中采用的材料资源丰富，成本低廉，可进行大规模生产，所得的量子点发光材料具有的钙钛矿结构及其可调的发光范围，使其成 为具有发展潜力的低成本的量子点发光材料。权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 110028965 A 2019.07.19 C N 110028965 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110028965 A 1.一种全无机铋钠钙钛矿材料的合成方法，其特征是，采用N，N-二甲基甲酰胺作为溶解氯化铯、氯化钠和氯化铋反应物的溶剂，得到前驱体溶液；采用异丙醇为反溶剂；将所述前驱体溶液加入反溶剂后，离心后取上清液获得化学式为Cs2NaBiCl6且为立方晶型的量子点材料，该Cs2NaBiCl6量子点的激子峰为354nm。 2.根据权利要求1所述全无机铋钠钙钛矿材料的合成方法，具体步骤如下： 步骤1：用去离子水，丙酮，异丙醇，去离子水依次清洗两个玻璃瓶A和玻璃瓶B各十分钟，再用氮气枪吹干，备用； 步骤2：将适量的氯化铯、氯化钠和氯化铋倒入玻璃瓶A中，然后，再向玻璃瓶A加入适量的N，N-二甲基甲酰胺作为溶解氯化铯、氯化钠和氯化铋反应物的溶剂，所得为前驱体溶液，前驱体溶液中，氯化铯、氯化钠和氯化铋的摩尔比例为2:1:1； 步骤3：将适量的异丙醇加到玻璃瓶B中，然后加入步骤2制得的前驱体溶液，所加入的前驱体溶液与异丙醇的体积比为1:100，充分搅拌反应，离心后取上清液，得到的无色胶体溶液即为化学式为Cs2NaBiCl6的全无机铋钠钙钛矿材料。 2
纳米材料研究现状及应用前景 摘要：文章总结了纳米粉体材料、纳米纤维材料、纳米薄膜材料、纳米块体材料、纳米复合材料和纳米结构的制备方法，综述了纳米材料的性能和目前主要应用领域，并简单展望了纳米科技在未来的应用。 关键词：纳米材料；纳米材料制备；纳米材料性能；应用 0 引言 自从1984年德国科学家Gleiter等人首次用惰性气体凝聚法成功地制得铁纳米微粒以来，纳米材料的制备、性能和应用等各方面的研究取得了重大进展。纳米材料的研究已从最初的单相金属发展到了合金、化合物、金属无机载体、金属有机载体和化合物无机载体、化合物有机载体等复合材料以及纳米管、纳米丝等一维材料，制备方法及应用领域日新月异。 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料，包括纳米粉体( 零维纳米材料，又称纳米粉末、纳米微粒、纳米颗粒、纳米粒子等) 、纳米纤维( 一维纳米材料) 、纳米薄膜( 二维纳米材料) 、纳米块体( 三维纳米材料) 、纳米复合材料和纳米结构等。纳米粉体是一种介于原子、分子与宏观物体之间的、处于中间物态的固体颗粒，一般指粒度在100nm以下的粉末材料。纳米粉体研究开发时间最长、技术最成熟，是制备其他纳米材料的基础。纳米粉体可用于：高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材料、防辐射材料、单晶硅和精密光学器件抛光材料、微芯片导热基片与布线材料、微电子封装材料、光电子材料、先进的电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、高效助燃剂、敏感元件、高韧性陶瓷材料、人体修复材料、抗癌制剂等。纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料，如纳米碳管，可用于微导线、微光纤( 未来量子计算机与光子计算机的重要元件) 材料、新型激光或发光二极管材料等。纳米薄膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒薄膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜；致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于气体催化材料、过滤器材料、高密度磁记录材料、光敏材料、平面显示器材料、超导材料等。纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料，主要用途为超高强度材料、智能金属材料等。纳米复合材料包括纳米微粒与纳米微粒复合( 0- 0 复合) 、纳米微粒与常规块体复合( 0- 3复
量子点敏化太阳能电池研究进展 111,2* 刘晓光，吕丽丽，田建军 12 （北京科技大学新材料技术研究院，北京 100083；中国科学院北京纳米能源与系统研究所，北京 100083） 摘要：半导体量子点（Quantum Dot，简称QD）因其具有多种优异的光电性能而在太阳能转换方面得到了广泛地应用。量子点敏化太阳能电池（Quantum Dot Sensitized Solar Cell，简称QDSC），因其工艺简单、制造成本低和理论光电转换效率高，被认为是极具发展潜力的新一代太阳能电池。本文介绍了QDSC的基本结构和工作原理、QDSC的转换效率及影响因素、QDSC的研究进展等。另外，我们还对量子点敏化太阳能电池的发展进行了展望。 关键词：量子点；太阳能电池；量子点敏化太阳能电池；研究进展 引言 随着世界经济的快速发展，人们对能源的需求量与日俱增，化石能源作为不可再生能源，已无法满足全球的能源消耗。此外，化石能源的大量使用会造成全球变暖和环境污染等问题。因而，寻求可高效利用并且对环境友好的可再生能源是世界各国的共同目标。太阳能作为一种清洁的可再生能源，已经引起了广泛的关注，被认为是传统能源的最佳替代品。根据所用材料的不同，太阳能 [1] 电池可分为：硅基太阳能电池、化合物薄膜太阳能电池、光电化学太阳能电池、有机太阳能电池和多结太阳能电池等。 量子点，是三维尺寸小于或接近激子波尔半径，具有量子局限效应的准零维纳米粒[2,3] 子。光敏性量子点是一种窄禁带宽度的半 [4][5][6]导体材料，如CdS，CdSe，PbS， [7] InAs等，它可通过吸收一个光子能量产生多个激子或电子-空穴对，即多重激子效应（Multiple Exciton Generation，简称ME G），进而形成多重电荷载流子对，以更加有效地利用太阳能。根据美国物理学家 [8] Shockley和Queisser提出的S-Q极限模型，半导体PN结太阳能电池的光电转换效率极限为31%，如单晶硅、多晶硅太阳能电池等均受限于这一模型。然而以QD为光敏剂构筑的量子点敏化太阳能电池，在MEG效应作用下，则能突破S-Q极限效率模型，具有更高 [9,10] 的理论光电转换效率。并且，QDSC制造成本远低于硅基太阳能电池。因此，QDSC被认为是极具发展潜力的新一代太阳能电池，成为世界范围内研究的热点之一。 1 QDSC的基本结构和工作原理 QDSC是由有机染料敏化太阳能电池（Dye Sensitized Solar Cell，简称DSC）衍生而来，与之不同的是QDSC采用窄禁带宽度的QD取代DSC中的有机染料分子作为电子激发的敏化剂。与有机染料相比，QD不仅 [11~13]具有MEG效应，而且还具有其它优点：（1）QD光谱吸收范围更广，其带隙可以根据其尺寸大小来调节；（2）QD具有比有机染料分子更大的消光系数和光化学稳定性；（3）QD具有大的固有偶极矩，利于激发态电子-空穴的分离。QDSC的工作原理如图1所示，其电池主要是由导电透明电极 （如FTO）、多孔光阳极（如TiO薄膜）、 2 量子点敏化剂（QD）、电解质（如多硫化 物）和对电极（如Cu S）组成。在入射光子 2 的作用下，QD中的电子从价带跃迁到导 带，激发态的电子快速注入到光阳极TiO导 2带中，在FTO玻璃上富集并通过外电路流向 2-对电极，QD中留下的空穴与电解质中 的S
钙钛矿量子点的光物理性质表征 引言 半导体量子点展现了一系列引人注目的特性，包括：高光致发光量子效率，溶液加工性和高度可逆的带隙。这些特性使得量子点成为用于光电器件如发光二极管和半导体激光器领域发射体的理想对象，在光电二极管和太阳能电池领域，它也可以很好地作为光吸收体。另外，它们的光发射特性也使他们成为一类比较有潜力的荧光探针，用于生物荧光成像，取代传统的有机小分子探针。 由于量子限域，量子点最关键的吸引力在于其在带隙上极好的可控性。对于大多数半导体，原子的数量非常多，原子轨道的大量重叠产生了连续的密集的分子旋转，构成了导带和价带。然而，如果半导体的尺寸减小至纳米尺度，原子旋转轨道重叠，导带和价带变得不连续，被形成的独立能级取代，更重要的是，导带和价带之间带隙变得更宽，这就是著名的量子限域（图1）。纳米粒子小到其带隙受量子限域的影响被称为量子点，在合成中通过精确地控制量子点的尺寸，量子点的发射和吸收波长可以被很好地改变，这对于光电领域的应用是非常理想的。 图1：量子点由于量子限域其粒径对于带隙和光致发光发射波长的影响 量子点中占据传统主导地位的是硫属化物，如碲化镉和硒化镉。目前，基于杂化钙钛矿量子点半导体吸引了更多的注意力。杂化钙钛矿由于其低成本、在光伏电池中作为高效吸收体已经在科学界获得了广泛的关注。溶剂加工性、带隙可调和高PLQY 是的钙钛矿太阳能电池取得了成功，也让它有潜力成为新一类量子点材料。进一步研
究需要改进钙钛矿量子点的特性，这些材料的主要技术表征是光致发光和吸收。在此应用文章中，完整的光物理特性，包含吸收光谱、光致发光光谱，光致发光寿命和量子钙钛矿量子点的量子产率使用全能型的FS5荧光光谱仪表征得到。 图2：FS5荧光光谱仪带有TCSPC电子部分和脉冲激光器。FS5可以被配置为测试如量子点等材料的吸收光 谱、发射光谱、寿命和量子效率 材料和方法 钙钛矿量子点从PlasmaChemGmbH公司购买。每种量子点溶于环己烷和水制备成溶液，为了避免光谱和PLQY测试时发生再吸收效应，控制样品在其带隙边缘的吸光度小于0.1OD。溶液置于10 mm光程石英池，测试的FS5配置了PMT-900探测器和TCSPC电子部分。对于吸收光谱测试、光致发光发射光谱和光致发光寿命，样品池使用SC-05液体样品组进行放置。量子效率测试使用SC-30积分球组件进行测试。 结果与讨论 两种杂化钙钛矿量子点-PQD-A和PQD-B的光物理特性使用FS5荧光光谱仪进行测试。FS5包含了吸收检测器作为标准配置，可以在一台仪器上实现光致发光和吸收光谱的测试。PQD-A的吸收和发射光谱如图3a。发射中心在450 nm，发射峰非常窄，半峰宽只有14 nm。他可以看见发射发生在量子点的带隙边缘，发射峰与吸收陡峭的下滑相符，指示了带隙边缘。PQD-B的吸收和发射光谱显示了类似的特性，有一个很窄的发射峰，中心在514 nm的量子点带隙边缘。然而，PQD-B和PQD-A的吸收行为是有显著区别的。PQD-A的在带隙边缘快速降至0对于半导体来说是意料之中的。与此相反的，PQD-B的吸收在带隙边缘没有完全到0，沿着带隙边缘吸光度有一个很长的指数衰减。这个平缓的衰减被认为是Urbach拖尾，来自于在带隙边缘由于缺陷和捕获位点产生更高的能量失调。吸收光谱因此可以看出PQD-B比PQD-A有更高的能量失调。对于显示的应用来说，以色度坐标来描述它的发射相比峰位置是更有用的。FS5
中科院苏州纳米所硫化银近红外量子点细胞成像研究进展 自1998年Alivisatos和聂书明等首次提出将量子点(Quantum dots, QDs)作为荧光标签应用到生物医学研究中，量子点作为一种重要的生物标记与成像纳米光学探针，在分子检测、细胞标记和活体成像中发挥着越来越重要的作用。然而，由于可见荧光量子点对活体组织的穿透能力较差，而传统的近红外荧光量子点含有铅、镉或汞等高毒性重金属元素，量子点荧光技术在生物活体研究中的应用一直受到制约。开发一种无毒的、高量子产率并可用于生物活体成像的近红外量子点成为人们关注的焦点。 在“单源前驱体制备Ag2S近红外量子点”（J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 669 1470–1471）基础上，进一步优化制备得到了量子产率更高、生物相容性更好、尺寸均匀可控的Ag2S近红外量子点（见图1）。通过与美国斯坦福大学戴宏杰课题组合作，利用Ag2S量子点进行了细胞成像实验。研究结果表明，通过在亲水Ag2S表面修饰不同的特异性生物分子，可实现对不同细胞系进行特异性标记。譬如，Ag2S/Erbitux对MDA-MB-468细胞具有高靶向性，而Ag2S/RGD对U87 MG细胞具有高靶向性（见图2）。 研究人员进一步对Ag2S QDs进行了系统的细胞生物安全性评价，包括细胞增殖、细胞坏死和凋亡、活性氧和DNA损伤实验等。结果表明，Ag2S近红外量子点几乎没有细胞毒性（见图3）。这些实验结果表明，Ag2S近红外量子点具有无毒、高生物相容性、高量子产率等优点。 该工作已经发表在ACS Nano，并且已经申请一项中国发明专利（申请号：201110142093.8）和一项国际发明专利（申请号：PCT/CN2012/000167）。对Ag2S近红外量子点的生物活体成像和长期体内代谢、分布和毒理研究正在进行之中。 此项工作得到中科院“百人计划”、中科院先导专项、国家自然科学基金委和科技部等的大力支持。 原文链接
透明导电薄膜的研究现状及应用 李世涛乔学亮陈建国 （武汉华中科技大学模具技术国家重点实验室） 摘要：综述了当前透明导电薄膜的最新研究和应用状况，重点讨论了ITO膜的光电性能和当前的研究焦点。指出了目前需要进一步从材料选择、工艺参数制定、多层膜光学设计等方面来提高透明导电膜的综合性能，使其可见光平均透光率达到92%以上，从而满足高尖端技术的需要。 关键词：透明导电，薄膜，平均透光率，ITO，电导率 1 前言 透明导电薄膜的种类有很多，但氧化物膜占主导地位（例如ＩＴＯ和ＡＺＯ膜）。氧化铟锡（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ简称为ＩＴＯ）薄膜、氧化锌铝（Ａｌ－ｄｏｐｅｄＺｎＯ，简称ＡＺＯ）膜都是重掺杂、高简并ｎ型半导体。就电学和光学性能而言，它是具有实际应用价值的透明导电薄膜。金属氧化物透明导电薄膜（ＴＣＯ：ＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔａｎｄＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＯｘｉｄｅ的缩写）的研究比较早，Ｂａｋｄｅｋｅｒ于１９０７年第一个报道了ＣｄＯ透明导电薄膜。从此人们就对透明导电薄膜产生了浓厚的兴趣，因为从物理学角度看，透明导电薄膜把物质的透明性和导电性这一矛盾两面统一起来了。１９５０年前后出现了硬度高、化学稳定的ＳｎＯ２基和综合光电性能优良的Ｉｎ２Ｏ３基薄膜，并制备出最早有应用价值的透明导电膜ＮＥＳＡ（商品名）－ＳｎＯ２薄膜。ＺｎＯ基薄膜在２０世纪８０年代开始研究得火热。ＴＣＯ薄膜为晶粒尺寸数百纳米的多晶；晶粒取向单一，目前研究较多的是ＩＴＯ、ＦＴＯ（Ｓｎ２Ｏ：Ｆ）。１９８５年，ＴａｋｅａＯｊｉｏＳｉｚｏＭｉｙａｔａ首次用汽相聚合方法合成了导电的ＰＰＹ－ＰＶＡ复合膜，从而开创了导电高分子的光电领域，更重要的是他们使透明导电膜由传统的无机材料向加工性能较好的有机材料方面发展。 透明导电膜以其接近金属的导电率、可见光范围内的高透射比、红外高反射比以及其半导体特性，广泛地应用于太阳能电池、显示器、气敏元件、抗静电涂层以及半导体／绝缘体／半导体（ＳＩＳ）异质结、现代战机和巡航导弹的窗口等。由于ＩＴＯ薄膜材料具有优异的光电特性，因而近年来得以迅速发展，特别是在薄膜晶体管（ＴＦＴ）制造、平板液晶显示（ＬＣＤ）、太阳电池透明电极以及红外辐射反射镜涂层、火车飞机用玻璃除霜、建筑物幕墙玻璃等方面获得广泛应用，形成一定市场规模。 制备透明导电薄膜的方法很多：物理汽相沉积（ＰＶＤ）（喷涂法、真空蒸发、磁控溅射、高密度等离子体增强（ＨＤＰＥ）蒸发、脉冲激光沉积（ＰｕｌｓｅｄＬａｓｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，简称ＰＬＤ）技术、化学汽相沉积（ＣＶＤ）、原子层外延（ＡＬＥ）技术、反应离子注入以及溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）技术等。然而，适合于批量生产且已经形成产业的工艺，只有磁控溅射法和溶胶－凝胶法。特别是，溅射法由于具有良好的可控性和易于获得大面积均匀的薄膜，而被广泛应用于显示器件中ＩＴＯ薄膜的制备。美欧和日本均在发展ＩＴＯ产业，其中日本夏普、日本电气和东芝三大公司都在其工厂内开发ＩＴＯ薄膜。深圳几家导电玻璃公司在进口和国产生产线上制造ＬＣＤ用导电玻璃。而ＡＺＯ薄膜由于其在实用上还有许多问题，现在还处于研究阶段。综上所述，ＩＴＯ薄膜性能优异，制
钟海政，教授、博导，2003年本科毕业于吉林大学，2008年在中科院化学所获得博士学位，2008-2010年在加拿大多伦多大学从事博士后研究，2010年加入北京理工大学材料学院纳米光子学实验室，2013年破格晋升为教授，2014年入选北京市科技新星计划，2017年获得国家基金委优秀青年基金项目的资助，2019年受邀担任《Journal of Physical Chemistry Letters 》副主编。目前主要从事量子点及其应用技术研究，在铜铟硫和钙钛矿量子点材料及其照明显示应用方面形成特色和国际影响。发表学术论文100余篇，单篇最高引用超过700次，9篇入选ESI 高被引论文，申请中国发明专利30余项，申请PCT 专利3项，在国内外学术会议上做邀请报告30余次；所发明的钙钛矿量子点光学膜技术进入中试和样机阶段，通过产学研合作，2018年在国际消费电子产品展（CES 2018）和国际显示技术展（SID 2018）上全球率先展出了搭 载钙钛矿量子点的电视样机。。 化工资源有效利用国家重点实验室 生物医用材料北京实验室钙钛矿量子点的原位制备 与集成应用研究个人简介：报告人：钟海政(优青，北京理工大学)时间：2019-5-5（周日）4:00 PM-5:30PM 地点：化新楼B 座211 会议室 量子点具有光谱可调、溶液加工等特点，是备受关注的新一代光学材料，已经在照明显示、生物标记、太阳能电池、激光等领域展现出应用前景。近年来,钙钛矿量子点的出现，为发展量子点集成应用技术提供了机遇。针对光电集成应用需求，我们发明了钙钛矿量子点的原位制备技术，利用钙钛矿材料的溶液加工特性，通过引入聚合物或者有机分子配体控制结晶过程，在聚合物基质中直接制备出量子点，或者在ITO 基片上控制形核和生长过程直接制备量子点电致发光薄膜，为发展量子点集成应用提供了性能更加优异的材料和简便的集成技术。报告摘要：
量子点总结
1．前言 在最近的几十年里，量子点（QDs）即半导体纳米晶体（NCs）由于具有独特的电子和发光性质以及量子点在生物标记,发光二极管，激光和太阳能电池等领域的应用成为大家关注的焦点。量子点尺寸大约为1-10 纳米，它的尺寸和形状可以精确的通过反应时间、温度、配体来控制。当量子点尺寸小于它的波尔半径的时候，量子点的连续能级开始分离，它的值最终由它的尺寸决定。随着量子点的尺寸变小，它的能隙增加，导致发射峰位置蓝移。由于这种量子限域效应，我们称它为“量子点”。1998 年 , Alivisatos 和 Nie 两个研究小组首次解决了量子点作为生物探针的生物相容性问题, 他们利用MPA 将量子点从氯仿转移到水溶液，标志着量子点的生物应用的时代的到来。目前，量子点最引人瞩目的的应用领域之一就是在生物体系中做荧光探针。 与传统的有机染料相比，量子点具有无法比拟的发光性能，比如尺寸可调的荧光发射，窄且对称的发射光谱宽且连续的吸收光谱，极好的光稳定性。通过调节不同的尺寸，可以获得不同发
射波长的量子点。窄且对称的荧光发射使量子点成为一种理想的多色标记的材料。 由于宽且连续的吸收光谱，用一个激光源就可以同时激发一系列波长不同荧光量子点量子点良好的光稳定性使它能够很好的应用于组织成像等。量子点集中以上诸多优点是十分难得的，因此这就要求我们制备出宽吸收带，窄且对称的发射峰，高的量子产率稳定和良好生物兼容性的稳定量子点。 现在用作荧光探针的量子点主要有单核量子点（CdSe，CdTe，CdS）和核壳式量子点（CdSe/ZnS[39], CdSe/ZnSe[40]）。量子点的制备方法主要分为在水相体系中合成和在有机相体系中合成。本文主要以制备量子点的结构及合成方法为主线分为两部分：第一部分综述了近十几年量子点在有机相中的制备方法的演变历程，重点包括前体的选择，操作条件和合成量子点结构。第二部分介绍了近十几年量子点在水相中制备方法的改进历程，重点包括保护剂的选择及水热法及微波辅助法合成方法。
膜产业现状及发展趋势 一、膜技术在水处理中的应用 随着人们日益关注水资源短缺问题，作为污水深度净化处理与回用的重要手段，由于具有高效节能等优势，微滤、超滤和反渗透技术在工业、市政及生活污水处理，微污染水处理等领域越来越得到广泛应用，尤其是近几年，膜装置数量和处理能力快速增长，如图1。 从超微滤膜的应用领域看，图2显示，国外主要用于饮用水净化处理，废水处理与再利用也占了很大比例，国内是近几年才开始将超微滤膜用于自来水厂，随着国家自来水标准的提高，超微滤膜在自来水厂的用量也将迅速增长。 二、常用超微滤膜材料 膜技术的核心是膜分离材 料，膜技术在实际应用中的最大 问题就是膜污染。膜污染控制的 途径主要从膜过滤工艺和膜材 料选择两方面考虑，本文从材 料学角度对常用的膜分离材料 做简单介绍。 现在已经开发出了多种膜分 离材料，主要分为有机与无机两 大类。 有机高分子类膜材料主要 有：纤维素衍生物类、聚砜类、 聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚酯 类、聚烯烃类、含氟聚合物等。 无机膜材料主要有：金属及 金属氧化物类、无机陶瓷类等。 下面对常用的有机高分子膜 分离材料做简单介绍。 1、纤维素衍生物类膜材料 纤维素是资源最为丰富的天 然高分子，经化学改性成的纤维 素酯类或醚类，是研究和应用最 早的超、微滤和反渗透膜材料。 醋酸纤维素膜材料具有较好的亲 水性，从而使膜具有较高的通量 和较好的抗污染性。其缺点是： pH适用范围窄，pH=3-7；使用 温度低，耐微生物降解差，抗压 密性差等。 纤维素类膜材料的性能与 取代基团的种类和取代度密切相 关，可以通过调节取代基团的种 类和数量在一定程度上改进该类 材料及膜的性能。 最常用作膜材料的纤维素衍 生物有醋酸纤维素（CA）和三 醋酸纤维素（CTA）等。 膜材料技术的发展现状与市场分析 文 / 吕晓龙（天津工业大学生物化工研究所） 海水淡化，纳滤和低压反渗透，超滤和微滤 图1 膜分离装置应用情况图2 国外超微滤膜应用领域分布
环境工程 2018·11 67 Chenmical Intermediate 当代化工研究 技术应用与研究量子点发光二极管的研究进展 ＊陈政丞 （宁波诺丁汉大学附属中学 浙江 315100） 摘要：量子点发光技术是近日崛起的一项研究热点，该技术在显示方面的应用价值受到大家的普遍关注，以量子点发光技术为基础的显 示器已经出现。量子点发光技术可为显示屏提供更加饱满的色泽，能够提高显示屏的颜色分辨率，有望取代当前主流的OLED技术开创显示 科技新阶段。目前研究者对于量子点发光材料做了大量研究，主要分为以下三类：二元非氧化物半导体量子点，钙钛矿结构量子点和碳量子点。本文对上述三类量子点发光材料做了详细的介绍，并对其未来的发展提出展望。关键词：量子点；发光二极管；二元非氧化物；钙钛矿；碳点 中图分类号：T 文献标识码：A Research Progress of Quantum Dot Light Emitting Diodes Chen Zhengcheng (Affiliated Middle School of the University of Nottingham Ningbo, Zhejiang, 315100) Abstract ：Quantum dot light emitting technology is a research hotspot that has emerged recently. The application value of this technology in display has attracted widespread attention. Displays based on quantum dot light emitting technology have appeared. Quantum dot light emitting technology can provide more full color for the display screen, can improve the color resolution of the display screen, and is expected to replace the current mainstream OLED technology to start a new stage of display technology. At present, researchers have done a lot of research on quantum dot luminescent materials, which are mainly divided into the following three categories: binary non-oxide semiconductor quantum dots, perovskite quantum dots and carbon quantum dots. In this paper, the above three types of quantum dot luminescent materials are introduced in detail, and their future development is prospected. Key words ：quantum dots ；light emitting diodes ；binary non - oxides ；perovskites ；carbon dots 1.引言 量子点发光材料是一类尺寸约为几纳米的可发光半导体材料的总称，其最大特点是可调控材料的尺寸和组分而使光色和光强相应发生连续变化。量子点发光二极管（QLED）即是以上述材料为核心而构成的一类发光二极管。QLED比目前广泛使用的LCD和OLED拥有范围更广的色域，并在相同光强下较后两者能耗更低，因此在显示方面有独特的应用价值。目前，市场上已经出现基于QLED技术的相关显示设备，因而具有潜在的极高的商业价值。QLED按照层叠次序和出光方向等不同标准分类有不同种类的结构，但其基础部分结构相同，主要如下：依次为电子传输层(ETL)、量子点发光层(QDs-EML)、沉积空穴传输层(HTL)。QLED的发光机理为通电后在电场驱动下，电子和空穴分别由电子传输层和空穴传输层注入，两者在量子点发光层结合形成激子，以释放光子的形式辐射能量。该材料因其具有光谱缺陷少、光谱连续可调等其他发光材料不具有的优点，现已经成为国际发光材料研究热点，有关技术难题正在被研究者们逐一突破。 2.研究内容 目前，研究者已开发出多种量子点发光材料，根据材料的组成和结构可以分为如下三类：二元非氧化物半导体量子点，钙钛矿结构量子点和碳量子点。下面分别对这三类量子材料分做详细的介绍。 (1)二元非氧化物半导体量子点 二元非氧化物半导体是一类常见的半导体材料，主要有CdSe、InP、ZnS等。相较氧化物材料而言，二元非氧化物半导体材料不易导致量子点淬灭，有更好的光稳定性和电流密度，以及更高的能量利用效率。Wang等采用微流体法制备了CdSe/ZnS胶体量子点，该材料在较低电压下即可激发出黄 光，而且亮度较高。Biadala等将毒性较低的InP材料所释放的较暗的激子与更明亮的激子混合，以后者引导前者释放光子，达到了降低毒性并且维持了亮度的效果，实现了电致发光和环境保护方面的双重突破。 (2)钙钛矿结构量子点 钙钛矿结构量子点是指其晶胞内化学结构式为AMX 3的一类量子点发光材料。该材料具有光吸收能力强，体积缺陷密度低，色纯度高和光谱调控简单等特性。目前，研究较为成熟的主要是有机-无机杂化钙钛矿结构、CH 3NH 3PbX 3和CsPbX 3等种类的钙钛矿结构材料。Ruan等通过高温抽气后迅速淬灭的方法分别制备了绿光CsPb(Br 0.8/I 0.2)3、黄光CsPb(Br 0.57/I 0.43)3、红光CsPb(Br 0.45/I 0.55)3等钙钛矿量子点材料，同时他还通过无水合成法制备了钙钛矿量子点荧光粉，该材料在连续工作下发光光谱依然保持稳定，具有极强的光谱稳定性。Li等在氮气气氛保护下采用油浴法制备了CsPbCl 3量子点材料，该材料具有优异的发光性能，而且具有色彩调节丰富和热稳定性好的优点。Song等制备了能够发射蓝光、绿光和黄光的全无机CsPbX 3钙钛矿量子点材料，该材料体系具有连续可调的发光性能，而且具有较高的亮度和量子效率。 (3)碳量子点 碳量子点一般简称为碳点，该材料主要是由sp 2杂化碳，以及氢、氧、氮元素组成的量子点。该材料的最大特点是无毒，并且较其他材料具有更高的光稳定性，具有发光范围连续可调、价格低廉、生物相容性好等特点，在光致发光和太阳能电池方面具有独特的应用价值。Liu等通过一步水热法合成了碳酸盐/碳点混合材料，该材料在光致发光中展现出发光光谱较宽，光谱缺陷较小和色纯度较高的特点。Cao等使用加热离心法制备了碳量子点水溶液，该材料
碳量子点在活体光学成像 Sheng-Tao Yang,?,? Li Cao,? Pengju G. Luo,? Fushen Lu,? Xin Wang,? Haifang Wang,*,?,§Mohammed J. Meziani,? Yuanfang Liu,?,§ Gang Qi,? and Ya-Ping Sun*,? 新型材料和技术化学系实验室，克莱姆森大学，南卡罗来纳州克莱姆森，29634 - 0973，北京分子科学国家实验室，化学生物学部门，化学与分子工程学院，北京大学，北京100871，中国，以及纳米化学方面前沿研究所，上海大学，上海200444,中国 Received June 13, 2009; E-mail: haifangw@https://www.doczj.com/doc/683404448.html,;syaping@https://www.doczj.com/doc/683404448.html, 最近在高荧光纳米材料作为光造影剂在体内成像的发展中有了显著的发现。1理想的显像剂应该是明亮的、无毒的、生物相容的，并且对漂白稳定。其中这些广泛的研究是基于半导体量子点（QDS），例如CdSe|ZnS。2对于传统的有机染料量子点使用的基本原理是现在普遍接受的文献。3在肿瘤血管，肿瘤特异性膜上抗原、前哨淋巴结等的研究中已经有成功的量子点体内成像演示。2.4 含有镉或其他重金属的半导体量子点因为具有显著的毒性而闻名于世，即使在相对低浓度下依旧如此，5.6这可能证明了它们被禁止于任何病人的研究。因此，寻找良性的替代品仍在继续。最近的新发现特别令人感兴趣也很有意义，即小的碳纳米颗粒通过有机或生物分子可能会表面钝化进而成为强荧光。7这些荧光碳纳米颗粒7.8被称为“碳点”（C-dots，图解1），被认为是物理化学和光化学稳定的、无闪烁的。碳粒子芯也可以与无机盐掺杂如表面功能化前的ZnS以显著提升荧光亮度（CZnS-Dots，图解1）。9这些碳点已经成功用于体外细胞成像和双光子激励。7,9,10
ITO透明导电薄膜替代品发展现状现在,薄膜液晶显示器的透明电极大量使用的是ITO和In,本文介绍作为其替代品的透明导电氧化物材料的发展现状与前景.用于LCDs透明电极ITO薄膜的最佳替代材料是掺Al ZnO和掺Ga ZnO(AZO与GZO)。从资源和环境的角度来看，AZO是最佳的候选材料。有关ZnO取代ITO用于LCDs透明电极的问题已在实验室实验中得到解决。目前看来，（射频和直流）磁控溅射是最好的沉积具有实用价值的掺杂ZnO薄膜的方法。在玻璃衬底上制备的AZO薄膜电阻率在10?4Ω?cm 数量级，并且拥有几乎均匀的面电阻分布，其厚度可以超过100nm。为了提高电阻率的稳定性，AZO和GZO共掺杂薄膜有了新进展。一个50nm厚的掺杂V的AZO薄膜具有足够的稳定性，可以作为实际应用中的透明电极。然而，如果薄膜的厚度小于30nm的话要获得与ITO相媲美的掺杂ZnO薄膜还是很困难的。 关键词：透明导电氧化物，薄膜，ITO，AZO， GZO，LCD，透明电极，磁控溅射 1 引言 ITO薄膜实际上作为绝大多数液晶显示器的透明电极。目前，铟已成为用于液晶显示器的ITO的主要原料。并且，最近用于平板显示，碱性电池，薄膜太阳能电池的铟显著增加。因为世界铟储量很有限，所以人们普遍认为在不久的将来铟将会短缺。除了资源的可用性问题，最近铟的价格也增加了约10倍。对于一个蓬勃发展的液晶显示器市场，ITO的稳定供应将很难实现。因此，发展LCDs 透明电极ITO薄膜的替代品显得尤为重要。最近，含少量铟或不含铟的透明导电氧化物作为候选材料备受关注。我们曾经指出ITO的替代品有AZO，GZO，ZnO-In2O3-SnO2或Zn-In-O等多元氧化物[1-5]。本文我们介绍一下作为替代ITO 用于液晶显示器透明电极的材料的现状及前景。特别地，有关AZO和GZO代替ITO用在LCDs存在的问题我们将会特别强调其解决方法。
第２９卷，第１１期红外ｌ文章编号：１６７２－８７８５（２００８）１１?０００１—０７ 量子点制备方法的研究进展 王忆锋 （昆明物理研究所，云南昆明６５０２２３） 摘要：量子点以其类似于原子的性质近年来受到很大关注．通过Ｓｔｒａｎｓｋｉ—Ｋｒａｓｔａｎｏｗ （ＳＫ）生长模式外延自组织生长的量子点具有诸多有利于红外应用的性质，例如工作温 度较高、信噪比较大、暗电流较低、波段较宽以及垂直入射光响应等。对于新型红外探 测器的研发而言，它们是一类很有潜力的候选者．本文主要对近期国外文献报道的量 子点制备方法的部分研究进展做了总结和评述． 关键词：量子点；量子点红外光子探测器；红外探测器；制备方法 中图分类号：０４７１．１文献标识码：Ａ ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＳｔａｔｕｓｏｆＱｕａｎｔｕｍＤｏｔＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ＷＡＮＧＹｉ．ｆｅｎｇ （ＫｕｎｍｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０２２３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｉｎｔｅｒｅｓｔｆｏｒｔｈｅｉｒａｔｏｍｉｃ－ｌｉｋｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｇｒｏｗｎｂｙｅｐｉｔａｘｉａｌｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｖｉａ Ｓｔｒａｎｓｋｉ—Ｋｒａｓｔａｎｏｗｇｒｏｗｔｈｍｏｄｅｈａｖｅｍａｎｙｆａｖｏｒａｂｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｉｎｆｒａｒｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ，ｒｅｄｕｃｅｄｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔ，ｗｉｄｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｒａｎｇｅａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｏｎｏｒｍａｌｉｎｃｉｄｅｎｔｒ扣 ｄｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｙａｒｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｃａｎｄｉｄａｔｅｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇａｎｅｗｃｌａｓｓｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒｓ．Ｓｏｍｅｏｆｔｈｅ ｌａｔｅｓｔｐｕｂｌｉｓｈｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｂｒｏａｄａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｎｄ ｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔ；ｑｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔｉｎｆｒａｒｅｄｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ；ｉｎｆｒａｒｅｄｄｅｔｅｃｔｏｒ；ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ １引言 量子点又称为半导体纳米晶体，其体积小于相应半导体玻尔半径所定义的体积．量子点红外光子探测器（ＱＤＩＰ）具有垂直入射光响应、暗电流低，光电导增益大、响应率和探测率高等优点，已成功应用于单元探测器、焦平面器件等各种结构中．量子点的制备是ＱＤＩＰ发展的基础．本文主要介绍近年来国外在与红外有关的量子点制备研究方面的进展。 ２胶体量子点 胶体量子点由化学反应合成，典型地是通过某种有机金属反应路径，不需要超高压设备或者有毒气体．对于Ⅱ一Ⅵ族半导体，其量子点的制备过程是，将反应物分子迅速注入热溶剂中，使其发生成核和生长过程。如图１所示，溶剂中所含的有机分子（配体，ｌｉｇａｎｄ）阻止成核中心变大，并在成核粒子表面生成一层包裹，从而形成胶体量子点。 胶体量子点悬浮在有机溶剂中，可以通过旋涂（ｓｐｉｎｃｏａｔｉｎｇ）等方式定型在各种衬底上，不需要考虑晶格匹配的问题．反应化学物的浓度、 收稿日期?２００８－－０５－－０８ 作者简介?王忆锋（１９６３——），男，湖南零陵人，高级７－程师，目前主要从事器件仿真研究．
钙钛矿量子点的保护以及荧光传感应用 卤化铅钙钛矿是近年来兴起的半导体材料,由于其在光伏电池中的出色性能(光电转化效率超过20%)被研究者广泛关注。和传统的镉基量子点相比,钙钛矿纳米晶具有优秀的光学性质,例如高荧光量子产率(最高达100%),覆盖整个可见光区的可调发射光谱(从400-700 nm),相对低温的合成途径(从室温至150 ℃)等。 这些优越的特性使钙钛矿量子点在光电器件领域具有潜在的应用价值,例如太阳能电池/发光二极管/光泵浦激光/光检测器等。然而,钙钛矿量子点对湿度、氧气、极性和非质子溶剂以及热分解的不稳定性,影响了它们的进一步研究和分析方面的应用。 本论文共四章。第一章,文献综述。 主要介绍了钙钛矿量子点研究的发展过程,包括钙钛矿量子点的合成方法,光物理化学性质,稳定性的影响因素,现有的稳定方法,以及在光电和传感等方面的应用,并提出本论文的研究思路及其意义。第二章,利用研磨法制备有机无机杂化钙钛矿材料,探索其在湿度荧光传感的应用。 研究工作考察了其湿度传感的灵敏度和检测限,通过耦合红色荧光化合物,获得了一种比色型的荧光湿度传感器,达到了肉眼分辨湿度的效果,实验还考察了该传感器的稳定性。第三章,利用分子晶体苯甲酸作为包埋钙钛矿量子点的基质,不需要配体交换,进行量子点在苯甲酸晶体中的嵌入。 通过稳定性试验,考察晶体本身致密的结构对量子点的稳定性的影响。利用透射电子显微镜和激光共聚焦倒置荧光显微镜,观测量子点在苯甲酸晶体内部的分布。
通过荧光光谱和荧光寿命、荧光量子产率的测量,研究包埋量子点前后的光学性质特别是荧光性质的变化。实验利用这种复合晶体进行了暖白光LED的构建。 第四章,利用CsPbBr3NC量子点,通过固态阴阳离子的一步交换,获得了分散在KC1表面的CsPbC13-MnNC。利用KC1的多晶体软塑性成形的性质,通过压片成型,获得了具有橙红色荧光且发光可调的固态发光材料。 利用电感耦合等离子体质谱和荧光寿命的测量,证明了 Mn的掺杂。由于CsPbC13至Mn的能量转移效应,获得了强荧光的Mn发射,并用于光致发光的LED 颜色转换层。