[發明專利]一種鈣鈦礦量子點的制備方法

有效

• 申請號: 201910517184.1
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110184054B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 周健海;余世榮;朱曉艷
• 申請（專利權）人: 納晶科技股份有限公司
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

本發明提供了一種鈣鈦礦量子點的制備方法。該鈣鈦礦量子點為MPbX₃化合物，其中M為堿金屬或堿土金屬，X為一種或多種鹵素，該制備方法包括：使金屬M的羧酸鹽溶液、羧酸鉛溶液和金屬鹵化物的羧酸溶液分散在非極性溶劑中，并在烴基胺的作用下進行反應，得到MPbX₃化合物。采用羧酸鉛加鹵化物的形式進行反應，其中二者反應形成鹵化鉛的過程容易控制且成為鈣鈦礦量子點的限速步驟，因此使得鈣鈦礦量子點的合成速率變得可控；同時上述過程可以在常溫下進行，因此提高了鈣鈦礦量子點在體系中的穩定性。綜上相比于傳統的合成方法，本申請制備方法的反應過程可調節，反應原料加入靈活，得到的鈣鈦礦量子點更穩定，合成方法簡單，實驗重復性好。

技術領域

本發明涉及鈣鈦礦量子點的制備技術領域，具體而言，涉及一種鈣鈦礦量子點的制備方法。

背景技術

近年來，由于鈣鈦礦量子點所具有的光學與物理性質，如具有較高的光電轉化效率等，以及較低的制備成本，在太陽能電池、量子點膜、發光二極管等領域受到了廣泛的關注。而且鈣鈦礦量子點作為一種發光材料，相比于傳統的無機半導體量子點(如CdSe、CdS等)，通過調節鈣鈦礦量子點中的元素比例、元素類型，鈣鈦礦量子點同樣可以達到全色域的覆蓋。

在鈣鈦礦量子點中，相比于傳統的有機-無機雜化鈣鈦礦量子點，全無機鈣鈦礦量子點由于其具有較高的紫外吸收和熒光量子產率、較窄的熒光發射光譜、熒光光譜隨化學合成可調、熒光壽命短等特點，近年來備受關注，在單色發光二極管上極具應用潛力。2015年，Maksym V.Kovalenko課題組首次發展了新型全無機鈣鈦礦量子點銫鉛鹵素化合物(CsPbX3，X為Cl、Br、I或者一定比例的鹵素混合(如Cl與Br、Br與I)等)，引領了無機鈣鈦礦量子點合成的發展。其方法是將油酸銫溶液注入至一定溫度(140～200℃)下含有鹵化鉛、油酸以及油胺的混合溶液中，反應5秒，立即用冰水冷卻。這也是目前全無機鈣鈦礦量子點最為經典的合成方法。但是從他們的方法中，我們發現該方法的反應重復性較差，反應過程不可控。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種鈣鈦礦量子點的制備方法，以解決現有技術中制備方法重復性差、反應過程不可控的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種鈣鈦礦量子點的制備方法，鈣鈦礦量子點為MPbX₃化合物，其中M為堿金屬或堿土金屬，X為一種或多種鹵素，制備方法包括：使金屬M的羧酸鹽溶液、羧酸鉛溶液和金屬鹵化物的羧酸溶液分散在非極性溶劑中，并在烴基胺的作用下進行反應，得到MPbX₃化合物。

進一步地，上述反應的溫度為20～200℃，優選為20～100℃，進一步優選為20～40℃。

進一步地，上述羧酸鹽、羧酸鉛和羧酸的羧酸根為碳鏈長度為8～22的羧酸根，優選為碳鏈長度為10～18的羧酸根。

進一步地，上述烴基胺為碳鏈長度為6～22的脂肪胺，優選為油胺或辛胺。

進一步地，上述非極性溶劑選自十八烯、己烷、辛烷中的任意一種，優選金屬鹵化物選自鹵化鋅、鹵化鎘、鹵化銦、鹵化銅、鹵化鎂和鹵化錳中任意一種，優選鹵素為Cl、Br和I。

進一步地，上述制備方法還包括在反應過程中添加烷基膦的過程。

進一步地，上述使金屬M的羧酸鹽溶液、羧酸鉛溶液和金屬鹵化物的羧酸溶液分散在非極性溶劑中的過程包括：將羧酸鉛溶液、金屬鹵化物的羧酸溶液和非極性溶劑混合，形成第一體系；將金屬M的羧酸鹽溶液與第一體系混合，其中優選金屬M的羧酸鹽的羧酸溶液采用滴加第一體系中的方式進行混合。

進一步地，上述使金屬M的羧酸鹽溶液、羧酸鉛溶液和金屬鹵化物的羧酸溶液分散在非極性溶劑中的過程包括：將羧酸鉛溶液、金屬M的羧酸鹽溶液和非極性溶劑混合，形成第二體系；將金屬鹵化物的羧酸溶液與第二體系混合，其中，優選金屬鹵化物的羧酸溶液采用滴加入第二體系中的方式進行混合。