鈣鈦礦量子點(diǎn)是一類具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)（ABX?，A 為有機(jī) / 無機(jī)陽離子，B 為金屬離子，X 為鹵素離子）的半導(dǎo)體納米材料，具有高量子產(chǎn)率、可調(diào)諧帶隙、超窄發(fā)射半峰寬等特性，在光電器件領(lǐng)域具有顛覆性潛力。其核心應(yīng)用行業(yè)包括： 顯示技術(shù)：用于 LCD、OLED、Micro-LED 的色轉(zhuǎn)換膜，提升色域至 110% NTSC 以上（如創(chuàng)維 A7E Pro 電視搭載的 650 nm 紅光鈣鈦礦量子點(diǎn)）； 太陽能電池：作為吸光層或疊層電池組件，實(shí)驗(yàn)室效率突破 28%，商業(yè)化進(jìn)程加速； 照明領(lǐng)域：仿天然光全光譜 LED 器件，解決傳統(tǒng)藍(lán)光 LED 的 “青光缺失” 和 “藍(lán)光溢出” 問題； 生物醫(yī)學(xué)：用于熒光成像、光動(dòng)力治療等，其生物相容性和近紅外發(fā)光特性顯著。 量子點(diǎn)是一類具有代表性的納米光電材料，具有顏色可調(diào)、高效率發(fā)光等優(yōu)勢，在顯示、探測、照明等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。在顯示領(lǐng)域，量子點(diǎn)能夠與LCD、OLED、Micro-LED等現(xiàn)有顯示技術(shù)結(jié)合，提升顯示效果，簡化制備工藝，降低制造成本，是顯示領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的前沿技術(shù)。目前顯示應(yīng)用的量子點(diǎn)材料主要包括硒化鎘、磷化銦、鈣鈦礦。鈣鈦礦量子點(diǎn)是一種新興的材料，與硒化鎘和磷化銦相比，鈣鈦礦量子點(diǎn)具有吸收系數(shù)大、發(fā)光效率高、容易制備、環(huán)境影響小、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)等特點(diǎn)，成為近年來重點(diǎn)關(guān)注的材料體系。然而，其穩(wěn)定性和規(guī)模化制備是其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。

那艾儀器噴霧干燥機(jī)制備鈣鈦礦量子點(diǎn)的典型案例 

 1：導(dǎo)水環(huán)結(jié)構(gòu)噴霧干燥機(jī)用于量子點(diǎn)純化    實(shí)驗(yàn)室級(jí)鈣鈦礦量子點(diǎn)干燥回收 設(shè)備設(shè)計(jì)： 干燥罐下段采用倒圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，錐段設(shè)置導(dǎo)水環(huán)（內(nèi)表面與干燥腔齊平，形成導(dǎo)料平面），防止液滴沿內(nèi)壁滴落污染收集物料； 頂部安裝雙流體噴頭（霧化壓力 0.5-1.0 MPa）和環(huán)形吹風(fēng)頭（進(jìn)風(fēng)溫度 120-150℃），形成旋流干燥場； 旋風(fēng)分離器入口設(shè)置在導(dǎo)水環(huán)上側(cè)，分離效率＞95%，尾氣經(jīng)冷凝回收有機(jī)溶劑（回收率≥90%）。 工藝參數(shù)： 進(jìn)料濃度：鈣鈦礦前驅(qū)體溶液（如 CsPbBr?）濃度 0.1-0.3 M，溶劑為甲苯 / 油酸混合液； 霧化流量：10-20 mL/min，干燥停留時(shí)間 5-8 秒； 產(chǎn)品特性：粒徑分布 D50=5-8 nm，量子產(chǎn)率＞85%，分散性 CV＜5%。 

2：噸級(jí)規(guī)模化原位噴霧制備技術(shù)  顯示用鈣鈦礦量子點(diǎn)聚合物微球量產(chǎn) 技術(shù)方案： 那艾自主設(shè)計(jì)連續(xù)式噴霧干燥系統(tǒng)，集成溶劑回收模塊（回收率＞98%）和人工智能輔助工藝優(yōu)化系統(tǒng)； 采用原位噴霧 - 聚合物包覆工藝：將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液（如 CsPbI?）與聚合物單體（如 PMMA）混合霧化，在干燥過程中同步完成量子點(diǎn)結(jié)晶和聚合物包覆； 關(guān)鍵創(chuàng)新：通過調(diào)控霧化溫度（80-100℃）和氣流速度（5-8 m/s），實(shí)現(xiàn)微球粒徑精準(zhǔn)控制（D50=20-50 μm），球形度＞95%。 性能指標(biāo)： 光穩(wěn)定性：在 70℃、150 W/m2 藍(lán)光輻照下老化 1000 小時(shí)，亮度衰減＜10%； 濕熱穩(wěn)定性：60℃/90% RH 環(huán)境下存放 500 小時(shí)，量子產(chǎn)率保持率＞90%； 量產(chǎn)能力：單條產(chǎn)線年產(chǎn)能達(dá) 5 噸，成本較傳統(tǒng)溶液法降低 40%。 

3：溶劑熱熟化噴霧干燥工藝  紅色鈣鈦礦量子點(diǎn)（如 CsPbI?）高效制備 創(chuàng)新工藝： 噴霧干燥 + 溶劑熱熟化兩步法： 噴霧干燥階段：將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液（含油酸配體）霧化干燥，得到未完全結(jié)晶的量子點(diǎn) / 聚合物復(fù)合微粒（粒徑 1-5 μm）； 溶劑熱熟化階段：將微粒分散至高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑（如甲苯），通過密閉管道式換熱器實(shí)現(xiàn)快速升溫（1-10℃/s）至 90-120℃，保溫 5-30 分鐘后快速降溫（1-10℃/s）至室溫，同步施加超聲波輔助分散（功率 100-300 W）。 技術(shù)優(yōu)勢： 量子點(diǎn)結(jié)晶度提升至 98%，表面缺陷密度降低 70%，量子產(chǎn)率從 60% 提升至 85%； 微粒流動(dòng)性顯著改善（振實(shí)密度從 0.6 g/cm3 增至 1.2 g/cm3），適用于注塑成型、3D 打印等復(fù)雜加工工藝。 

噴霧干燥技術(shù)在鈣鈦礦量子點(diǎn)制備中實(shí)現(xiàn)了綠色化生產(chǎn)（有機(jī)溶劑回收＞95%）、規(guī)模化制備（噸級(jí)產(chǎn)能）和性能調(diào)控（粒徑、包覆層厚度精準(zhǔn)控制）。例如，致晶科技的噴霧干燥技術(shù)已推動(dòng)鈣鈦礦量子點(diǎn)在顯示領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用，其光學(xué)膜產(chǎn)品被創(chuàng)維等企業(yè)采用；北京理工大學(xué)開發(fā)的原位噴霧技術(shù)為 Micro-LED 全彩化提供了低成本解決方案。未來，隨著設(shè)備智能化（如 AI 工藝優(yōu)化）和工藝創(chuàng)新（如多段式干燥），噴霧干燥有望成為鈣鈦礦量子點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)之一。

近期，北京理工大學(xué)、北京航空航天大學(xué)合肥創(chuàng)新研究院和致晶科技公司組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在中國工程院院刊《Engineering》發(fā)表了題為“Spray-Drying Fabrication of Perovskite Quantum-Dot-Embedded Polymer Microspheres for Display Applications”的文章，報(bào)道了鈣鈦礦量子點(diǎn)的噸級(jí)規(guī)模化制備。他們發(fā)明了可連續(xù)化制備的鈣鈦礦量子原位噴霧制備技術(shù)（專利：CN115717071B），該方法制備的內(nèi)嵌鈣鈦礦量子點(diǎn)聚合物微球具有發(fā)光效率高、穩(wěn)定性高、容易規(guī)模化制備等特點(diǎn)。該團(tuán)隊(duì)同時(shí)報(bào)道了鈣鈦礦量子點(diǎn)微球在LCD、OLED、Micro-LED等轉(zhuǎn)光應(yīng)用。最近，致晶科技公司與創(chuàng)維公司合作推出了搭載650 nm紅光鈣鈦礦量子點(diǎn)的護(hù)眼壁紙電視（創(chuàng)維A7E Pro）。利用噴霧干燥技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)了噴霧干燥設(shè)備和制備工藝，通過了小試、中試和量產(chǎn)的開發(fā)，通過鈣鈦礦穩(wěn)定性的科學(xué)分析與人工智能輔助的材料優(yōu)化方法結(jié)合，解決了鈣鈦礦量子點(diǎn)的穩(wěn)定性難題。所制備的鈣鈦礦量子點(diǎn)光學(xué)膜在60 °C/90%相對濕度條件和70 °C、150 W/m2 455 nm藍(lán)光輻照老化中，老化1000小時(shí)的亮度衰減小于10%，表現(xiàn)出優(yōu)異的濕熱和光熱穩(wěn)定性。 該團(tuán)隊(duì)報(bào)道的鈣鈦礦量子點(diǎn)噴霧干燥技術(shù)，制備過程的有機(jī)溶劑可全部回收再利用，是一種綠色環(huán)保的工藝，提供了一種低成本、連續(xù)化規(guī)模制備鈣鈦礦量子點(diǎn)的方法。