[發明專利]一種Cs2AgBiBr6雙鈣鈦礦及其制備方法

在審

• 申請號: 201810293648.0
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108559503A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 唐江;牛廣達;尹力驍;潘偉程;巫皓迪
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C09K11/74
• 分類號: C09K11/74
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種Cs₂AgBiBr₆雙鈣鈦礦及其制備方法，該制備方法引入兩步析晶過程，避免Cs₂AgBiBr₆鈣鈦礦在有機溶劑中組分偏析現象。主要在于：采用反溶劑滴定前驅體溶液，去除早期析晶副產物，離心分離后獲得清液作為Cs₂AgBiBr₆鈣鈦礦長晶溶液，再通過反溶劑析晶過程緩慢合成出Cs₂AgBiBr₆鈣鈦礦材料。本發明制備方法能有效避免由于組分溶解度不同導致的偏析現象。相對于用酸作為溶劑，有機溶劑的溶解度更大，對密封性和容器的抗腐蝕性要求更低，能夠顯著提高合成效率。

技術領域

本發明屬于鈣鈦礦材料領域，更具體地，涉及一種Cs₂AgBiBr₆雙鈣鈦礦及其制備方法。

背景技術

目前Cs₂AgBiBr₆雙鈣鈦礦作為一類新型半導體材料，在輻射探測、光伏電池、光電探測等領域均取得優異性能，其主要合成方法利用氫溴酸作為溶劑溶解前驅體溶液，通過降溫析晶過程制備Cs₂AgBiBr₆雙鈣鈦礦。由于該方法用酸作為溶劑，酸的強腐蝕性限制了合成容器的材料和基底材料選擇，同時Cs₂AgBiBr₆在酸中的溶解度很低且降溫過程緩慢，材料制備過程耗時長、生產效率低下。

通過有機溶劑如DMF和DMSO制備Cs₂AgBiBr₆前驅體溶液，能夠有效避免了酸腐蝕問題，同時該方法可以通過開放體系下反溶劑擴散析晶過程制備Cs₂AgBiBr₆鈣鈦礦材料，有利于提高合成速度。但由于Cs₂AgBiBr₆具有全無機組分，其各組分的溶解度隨溫度變化差異巨大，極易出現副產物相的偏析，也限制了此類方法的應用，其中溶解度小的CsBr和AgBr先析出，最后BiBr₃才析出并形成Cs₂AgBiBr₆。上述問題極大限制了人們對此類材料的功能器件開發。

由此可見，現有技術存在Cs₂AgBiBr₆在酸溶劑體系下前驅體濃度低、溶液腐蝕性強導致的合成效率低，以及在有機溶劑體系下合成產物不純的技術問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種Cs₂AgBiBr₆雙鈣鈦礦及其制備方法，由此解決現有技術存在Cs₂AgBiBr₆在酸溶劑體系下前驅體濃度低、溶液腐蝕性強導致的合成效率低，以及在有機溶劑體系下合成產物不純的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種Cs₂AgBiBr₆雙鈣鈦礦的制備方法，包括：

(1)將溴化銫、溴化銀和三溴化鉍按照2∶1∶X的摩爾比混合后溶解于有機溶劑，得到前驅體溶液；

(2)向前驅體溶液中滴加反溶劑，使前驅體溶液與反溶劑的體積比為 1∶Y，去除偏析晶，得到固液混合物；

(3)將固液混合物離心后，取上層清液裝入第一容器，用封口膜將第一容器密封，用針頭在封口膜上均勻扎若干孔，然后將第一容器放入裝有與上層清液等體積反溶劑的第二容器中，密封第二容器，當反溶劑揮發進入第一容器后析出純相Cs₂AgBiBr₆雙鈣鈦礦；