[發明專利]一種無機鈣鈦礦量子點的固相合成方法

有效

• 申請號: 201811244758.4
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109354059B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 林航;項小強;王聰勇;王元生
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C01G21/00
• 分類號: C01G21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種無機鈣鈦礦量子點的固相合成方法，即通過研磨含Cs、Pb、鹵素(Cl，Br，I)的前驅玻璃，促使其發生力致晶化。該方法克服了傳統液相法面臨的成本、環境友好性、規模化制備等諸多難題。而非晶玻璃基體對CsPbX₃量子點的包裹可大幅提高材料的熱/化學穩定性。

技術領域

本發明涉及固體發光材料制備技術領域，尤其是涉及一種無機鈣鈦礦量子點的固相合成方法。

背景技術

半導體量子點是應用于背光顯示領域的一類重要光轉換材料。傳統的基于硫屬化合物的半導體量子點，制備過程繁瑣(需構建核殼結構)，含有有毒的Cd元素，而且由于半峰寬較寬，色純度低，不利于拓寬背光光源的色域。近年來，一類具有鈣鈦礦結構的離子性半導體量子點CsPbX₃(X為Cl，Br，I中任一種)引起人們廣泛的關注，其制備方法相對簡單，特別是，熒光量子效率高(可達90％以上)，半峰寬窄(20-30納米)，重吸收效應小，顏色可調，已然成為當下背光領域的明星材料。2015年，L.Protesescu等人率先報道了采用高溫熱注入法制備鈣鈦礦量子點(Nano Lett.,2015,15,3692)。2016年，X.M.Li等人基于過飽和析晶法實現了鈣鈦礦量子點快捷制備(Adv.Funct.Mater.,2016,26,2435)。2016年，T.Yu等人采用微波法合成了鈣鈦礦量子點(Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,1)。必須指出地是，上述合成方法均為液相法，需使用到大量對環境有害的有機試劑，合成成本昂貴，且無法實現批量化制備；另一方面，由于鈣鈦礦量子點的熱/化學穩定性較差，其實際應用受限。

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種鈣鈦礦量子點的新型固相合成技術路線。首先，將含鉛化合物、含鹵化合物(鹵素為Cl，Br，I中任一種或任兩種)、含銫化合物，與常見玻璃基體組合物(如SiO₂，Al₂O₃，P₂O₅，B₂O₃，TeO₂，GeO₂，ZnO，Na₂O，K₂O，Li₂O，CaO，SrO，BaO等)以一定比例進行共混，置于坩堝中,并放入電阻爐中進行燒制，將熔體快速冷卻后形成透明玻璃。隨后，將獲得的玻璃塊體敲碎、研磨，形成微米級粉末。由于發生玻璃的力致晶化現象，CsPbX₃(X為Cl，Br，I中任一種或任兩種)量子點在玻璃基體中析出，因而獲得的粉末為鑲嵌CsPbX₃量子點的微晶玻璃粉。為了進一步提高CsPbX₃量子點在玻璃基體中的結晶含量，可進一步將上述微晶玻璃粉置于玻璃轉變點溫度之上進行一定時間的熱處理。值得一提的是，基于該固相法合成技術獲得鈣鈦礦量子點材料，制備方法簡便，綠色環保，不產生廢水廢液，成本低廉，可實現規模化制備；而且受益于非晶玻璃基體的保護，CsPbX₃量子點的熱/化學穩定性大幅度提高。

發明內容

本發明提供了一種無機鈣鈦礦量子點的固相合成方法。本發明的無機鈣鈦礦量子點材料為鑲嵌CsPbX₃量子點的微晶玻璃，其中：

X為Cl,Br,I中任一種或任兩種。

所述鑲嵌CsPbX₃量子點的微晶玻璃，其玻璃基體由包含下列組分的化合物制備：

含鉛化合物、含鹵化合物(鹵素為Cl，Br，I中任一種或任兩種)、含銫化合物、以及玻璃基體組合物(如SiO₂，Al₂O₃，P₂O₅，B₂O₃，TeO₂，GeO₂，ZnO，Na₂O，K₂O，Li₂O，CaO，SrO，BaO等)