[發明專利]一種復合石墨烯的鈣鈦礦及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910763760.0
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110649169A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 陳夢詩
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H01L51/54;B01J27/135
• 代理公司: 44329 廣東廣信君達律師事務所
• 代理人: 張燕玲

本發明屬于鈣鈦礦材料制備技術領域，公開了一種復合石墨烯的鈣鈦礦及其制備方法和應用。該復合石墨烯的鈣鈦礦是以DMF為溶劑，以FAPb為FA源，以PbBr為溴源，配制鈣鈦礦反應前驅液；將20mg～100mg石墨烯加入50mL的甲苯中，超聲20～60min，得到石墨烯懸浮液；取上述的石墨烯懸浮液5mL～15mL甲苯，磁力攪拌；再將上述得到的鈣鈦礦前驅液滴加10μL～150μL到攪拌中的石墨烯懸浮液里，繼續攪拌10～20h后烘干，得到復合石墨烯的鈣鈦礦。該方法采用反溶劑法，制備出鈣鈦礦復合石墨烯材料。該鈣鈦礦材料可應用在太陽能電池及降解有機物的領域中。

技術領域

本發明屬于鈣鈦礦材料制備技術領域，特別涉及一種復合石墨烯的鈣鈦礦及其制備方法和應用。

背景技術

鈣鈦礦是一種具有優異的光學和電學性能的功能材料，在太陽能電池，發光二極管，微激光等領域具有廣泛的應用前景。而FAPbBr₃是一種當前非常熱門的有機-無機鈣鈦礦材料，由于其具有良好的光吸收能力，在氣敏元件、氣體傳感器、電極材料及太陽能電池等多種領域有著廣闊的應用前景。在有機-無機鈣鈦礦中，FAPbBr₃相比MAPbBr₃擁有更長的載流子壽命和擴散長度，在光電器件上應用的潛能更大，并且甲脒離子(FA⁺)比甲基銨離子(MA⁺)半徑更大，從而使得FAPbBr₃的容許系數接近1。隨著人們對FAPbBr₃的進一步研究，發現它也是一種很好的光催化劑，越來越多的人將其應用到光催化領域。因此，為了更好的發揮FAPbBr₃在光催化領域中的作用就必須解決一個問題：降低光生電子-空穴對的復合率。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種復合石墨烯的鈣鈦礦的制備方法，采用反溶劑法，制備出復合石墨烯的鈣鈦礦，該方法制備工藝簡單且成本低廉。

本發明的再一目的在于提供一種上述制備方法制備得到的復合石墨烯的鈣鈦礦。

本發明的又一目的在于提供一種上述復合石墨烯的鈣鈦礦的應用。

本發明的目的通過下述技術方案來實現：

一種復合石墨烯的鈣鈦礦的制備方法，包括以下操作步驟：將FAPb和PbBr加入溶劑中，配制成0.5mol/L～3mol/L的鈣鈦礦前驅液；將20mg～100mg石墨烯加入50mL的甲苯中，超聲20～60min，得到石墨烯懸浮液；取上述的石墨烯懸浮液5mL～15mL，磁力攪拌；再將上述得到的鈣鈦礦前驅液滴加10μL～150μL到攪拌中的石墨烯懸浮液里，繼續攪拌10～20h后烘干，得到復合石墨烯的鈣鈦礦。

所述溶劑為DMF。

所述攪拌的速率是800～1500r/min。

所述烘干的時間為1～3h，溫度為30～60℃。

一種由上述的制備方法制備得到的復合石墨烯的鈣鈦礦。

上述的復合石墨烯的鈣鈦礦在太陽能電池領域或降解有機物領域中的應用。

本發明的原理是：本發明通過制備出復合石墨烯的鈣鈦礦，導電性能極好的石墨烯，有效縮短了載流子的遷移路經，降低了空穴和電子復合率，從而增加了參與反應的電子和空穴數量，提高了反應速率。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明采用反溶劑法，以DMF為溶劑，加入FAPb和PbBr，以FAPb為FA源，以PbBr為溴源，配制反應前驅液；再利用反溶劑法在石墨烯表面合成出鈣鈦礦顆粒。

(2)本發明合成的復合石墨烯的鈣鈦礦，加快電子參與反應的速率，并且可有效地降低空穴和電子的復合率，提高載流子的壽命，提高材料的性能。