[發明專利]一種室溫富鹵素CsPbX3無機鈣鈦礦納米晶體的制備方法

有效

• 申請號: 201710465529.4
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107312528B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 潘瑞琨;梅明;劉培朝;方凡;張阮;王仁龍;李陽
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 丁齊旭

本發明公開了一種室溫富鹵素CsPbX₃無機鈣鈦礦納米晶體的制備方法。其特征步驟為在傳統室溫合成無機鈣鈦礦納米晶體的基礎上引入鹵化胺，將加入鹵化胺之后的前驅體溶液加入到極性溶劑中，得到CsPbX₃(X＝Cl，Br，I或者其混合物)無機鈣鈦礦納米晶體。其中鹵化胺是加NH₄X到油胺中，在100℃惰性氣體氛圍下脫氣1h制得。本發明的優點是：室溫富鹵素合成，熒光量子效率及穩定性高，方法簡單，可以大規模生產。相比于傳統方法合成的CsPbBr₃納米晶體，富鹵素合成的CsPbBr₃納米晶體表現出優異的光學性能，多次純化后依然表現出高的熒光量子效率，是傳統方法的3?4.3倍，提高了其應用潛力。

技術領域

本發明涉及光電顯示照明用納米材料技術領域，具體涉及一種納米晶體的制備方法，尤其涉及一種室溫合成高質量的CsPbX₃無機鈣鈦礦型納米晶體的制備方法。

背景技術

近年來，關于室溫合成無機鈣鈦礦型納米晶體的研究較多，無機鈣鈦礦型納米晶體性能優異，制備方法簡單，發射光的波長可調且覆蓋整個可見光范圍，半峰寬窄，發光效率高，在照明和顯示領域、太陽能電池以及光電探測器領域中有極大的應用潛力。

CsPbX₃鈣鈦礦納米晶體與含鎘納米晶體相比具有較強的離子特性，以CsPbBr₃無機鈣鈦礦納米晶體為例，CsPbBr₃納米晶體表面配體具有高度動態性，因此它對極性溶劑和表面活性劑非常敏感。此外，CsPbBr₃鈣鈦礦納米晶體在純化離心過程中會使用到極性溶劑，表面配體極易丟失，導致膠體穩定性差和熒光淬滅，不利于CsPbBr₃鈣鈦礦納米晶體的應用。

研究表明鈣鈦礦納米晶體的高量子產率是表面鹵素自鈍化效應決定的，表面鹵素與胺配位形成鹵胺配合物作為鈣鈦礦納米晶體的一種配體。在鈣鈦礦納米晶體純化過程中，由于離子特性強，導致鈣鈦礦納米晶體表面鹵素大量減少，使得熒光猝滅。傳統室溫合成方法中，鹵素原子總是跟銫原子、鉛原子成比例，使得鹵素與陽離子的比例不易調節，然而鹵素原子是影響鈣鈦礦納米晶體光學性能的關鍵因素，因此提高鹵素的含量，實現富鹵素合成CsPbX₃鈣鈦礦納米晶體，提高光學性能是目前光電顯示照明領域里亟待解決的課題。可以加速CsPbX₃鈣鈦礦納米晶體在LED顯示與照明中的推廣應用。

文獻(X.Li,D.Yu,F.Cao,Y.Gu,Y.Wei,Y.Wu,J.Song and H.Zeng,Adv.Funct.Mater., 2016,26,2435–2445)公開的CsPbBr₃無機鈣鈦礦納米晶體的合成方法，采用過飽和重結晶法首次在室溫下合成CsPbBr₃無機鈣鈦礦納米晶體，所合成的無機鈣鈦礦納米晶體尺寸均一，分散性好，相比于高溫熱注入法，室溫合成法無需高溫和惰性氣體保護，操作更方便，成本更低，但是文獻中提供的合成方法所合成的無機鈣鈦礦納米晶體鹵素比例不可調，純化后鹵素含量大量缺失，熒光量子產率降低，不利于CsPbBr₃鈣鈦礦納米晶體的應用，而且文獻中并沒有詳細的介紹關于CsPbBr₃無機鈣鈦礦納米晶體純化方法，而本發明通過室溫富鹵素合成了更高質量的CsPbBr₃無機鈣鈦礦納米晶體，提供了具體的CsPbBr₃無機鈣鈦礦納米晶體的純化方法，且純化后量子產率提高了2-3.3倍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種室溫富鹵素CsPbX₃無機鈣鈦礦納米晶體的制備方法，通過富鹵素體系合成CsPbX₃無機鈣鈦礦納米晶體，增強表面鹵素自鈍化效應，提高其量子產率及穩定性，得到更高質量的CsPbX₃無機鈣鈦礦納米晶體。

本發明的合成步驟為：