[發明專利]一種高度有序的全無機鈣鈦礦納米團簇組裝體的制備方法

在審

• 申請號: 201910343322.9
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110156071A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 董安鋼;徐怡冰;楊東;韓文茜;汪碧微
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C01G21/00
• 分類號: C01G21/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發明涉及一種高度有序的全無機鈣鈦礦納米團簇組裝體的制備方法，本發明采用溶液法制備前驅體銫溶液，其次用有機酸以及有機胺配體在非極性溶劑中溶解鹵化鉛粉末得到鉛前驅體溶液，接著在室溫下將適量的油酸銫溶液注入鉛前驅體溶液中，攪拌約一分鐘后得到絮狀全無機鈣鈦礦納米團簇組裝體。調節配體的種類和含量，均可制備二維六方密堆積以及二維層狀結構的團簇組裝體。本發明方法簡單新穎，可控性強、原料易得，成本較低，可用于光伏器件中。其次本發明提出的團簇組裝體模板策略是一種通用方法，適應于多種二維層狀納米晶體的制備，所得納米晶體材料在光電子器件、太陽能等領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于無機材料技術領域，具體涉及一種高度有序的全無機鈣鈦礦納米團簇組裝體的制備方法。

背景技術

納米團簇是通過物理或化學作用力鍵合在一起的、相對穩定的微觀或亞微觀原子或分子聚集體。因其小尺寸和表面可塑性，在自組裝材料、光電器件、生物標記、醫療及太陽能電池等領域成為研究的熱點。在微觀尺度下，納米團簇的形貌對其電子結構和光學性質有很大的影響，通過調節半導體納米團簇的微觀結構，可設計出具有特定性能的材料。在介觀尺度下，納米團簇可以作為構筑單元，通過常規的化學路線或其他自組裝策略可制備出良好對稱性和幾何形狀的超結構材料，并可進一步轉化為具有特殊結構的納米材料。

近年來，以鈣鈦礦晶體結構為主的材料在光伏和光電器件領域引起了廣泛的關注。尤其是全無機鈣鈦礦CsPbX₃ （X = Cl, Br, I）納米晶體在整個可見區域內表現出可調的熒光發射特點，更是帶來研究熱潮。鈣鈦礦型晶體指的是與鈦酸鈣化合物(CaTiO₃)有相同晶體結構的物質，其分子通式為 ABO₃，由于鈣鈦礦CsPbX₃是光導性的，因此可以作為半導體材料。目前所合成出的形貌包括零維(0D)量子點、一維(1D)納米線和二維(2D)納米片，在反應體系中，中間態的結構對后續的形貌控制具有決定性的作用，但是目前沒有關于鈣鈦礦納米晶體的中間態研究。

因此，提供一種方法簡單，原料易得的制備一種高度有序的全無機鈣鈦礦納米團簇組裝體的制備方法意義非凡。

發明內容

本發明的目的在于提供一種方法簡單，原料易得的制備一種高度有序的全無機鈣鈦礦納米團簇組裝體的制備方法。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

通過在非極性溶劑中使用有機酸以及有機胺配體輔助溶解鹵化鉛固體，可以得到鉛前驅體溶液，然后在室溫下快速注入一定量的油酸銫溶液，繼續攪拌約一分鐘后，得到穩定的發光絮狀物，該物質即為高度有序的全無機鈣鈦礦納米團簇組裝體。此組裝體結構有序、尺寸規整，可作為后續納米帶的軟模板。

具體步驟如下：

一種高度有序的全無機鈣鈦礦納米團簇組裝體的制備方法，具體步驟如下：

（1）以鹵化鉛作為前驅體，以有機酸和有機胺作為配體，20~25℃下在非極性反應溶劑中攪拌溶解10-12小時；

（2）20~25℃下，在步驟（1）所得產物中快速注入油酸銫溶液，攪拌后，得到絮狀物，即為高度有序的全無機鈣鈦礦納米團簇組裝體；

其中，步驟（1）所述的鹵化鉛為氟化鉛、溴化鉛或碘化鉛中的一種或幾種；

步驟（1）所述的有機酸為油酸、辛酸或硬脂酸中的一種或幾種；

步驟（1）所述的有機胺可以為油胺、十二胺、辛胺或十八胺中的一種或幾種；

步驟（1）所述的非極性反應溶劑為十八烯、正己烷、環己烷或四氯化碳中的一種或幾種。

本發明中，步驟（２）所述的油酸銫溶液制備步驟如下：