[發明專利]一種無鉛鹵化物綠色發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010431245.5
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111518549B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 李燁;張重陽;解榮軍;周天亮
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C09K11/61
• 分類號: C09K11/61
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種無鉛鹵化物綠色發光材料及其制備方法，涉及發光材料領域。所述無鉛鹵化物綠色發光材料的化學式為aCsCl·bAgCl，其中1.75≤a≤2.25，0.75≤b≤1.25。制備方法：按照通式aCsCl·bAgCl的組成稱取各元素的相應鹽類，并與有機溶劑A混合；在空氣氣氛下加熱至一定溫度并保溫，冷卻至室溫后離心分離取上清液；在常溫條件下，將上清液裝于敞口燒杯，置于含有有機溶劑B的封閉試劑瓶中；待燒杯中長出無色針狀晶體，取出后烘干即得無鉛鹵化物綠色發光材料。方法簡便可行，制備出的目標產物具有明亮的綠色寬帶發光。該材料不僅可用于照明、顯示領域，還可用于光探測器、激光、太陽能電池等領域。

技術領域

本發明涉及發光材料領域，尤其是涉及一種無鉛鹵化物綠色發光材料及其制備方法。

背景技術

自2015年Kovalenko等人(Nano Letter,2015,15,6,3692-3696)首次報道CsPbX₃(X＝Cl，Br，I)鹵化物鈣鈦礦納米晶具有發光性能以來，該材料因發光色純度高、量子效率高、發光顏色可調、電荷載流子遷移率高等優點，被認為在照明、顯示、太陽能電池、光電探測、光催化等領域具有重要的應用前景，迅速成為發光材料研究領域中的熱點。盡管近年來CsPbX₃鹵化物發光材料的研究在發光性能、穩定性、毒性等方面取得了一系列突破性的進展，但仍未解決材料穩定性和鉛的毒性問題，這些缺點仍然是嚴重阻礙鈣鈦礦材料商業化應用的主要障礙。因此，鉛鹵化物鈣鈦礦材料的毒性研究具有重要的意義。

目前，降低鉛毒性的研究方案主要是用元素取代法如Sn²⁺或Ge²⁺來替換鉛鹵鈣鈦礦中的Pb²⁺。然而，Sn²⁺和Ge²⁺在空氣中易被氧化為Sn⁴⁺和Ge⁴⁺，導致該材料存在穩定性差的問題。另一種不等價元素取代法得到的低毒鈣鈦礦材料，如用Bi³⁺或者Sb³⁺異價取代Pb²⁺得到的層狀材料Cs₃B₂X₉(B＝Bi，Sb)、用一個Ag⁺和一個Bi³⁺替換兩個Pb²⁺得到的雙鈣鈦礦納米晶Cs₂AgBiX₆，但這些材料存在性能比較差的問題(仍不能代替CsPbX₃發光材料)，如帶隙寬度過大、發光效率低、發光顏色多為紅色或橙色(缺乏短波長發光)、穩定性差等。

本發明開發一種陽離子為Cs、Ag的無鉛鹵化物綠色發光材料。目前，以Cs、Ag為陽離子組成的鹵化物材料未見發光性能的文獻報道。2004年，Stephen Hull等人(Journal ofSolid State Chemistry 177,2004,3156–3173)采用高溫固相法合成了Cs₂AgCl₃，并研究其晶體結構等信息，并未發現發光性能。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供合成簡單、發光強度高的一種無鉛鹵化物綠色發光材料及其制備方法。

所述無鉛鹵化物綠色發光材料的化學式為aCsCl·bAgCl，其中1.75≤a≤2.25，0.75≤b≤1.25。

所述a、b的范圍優選為1.90≤a≤2.10，0.90≤b≤1.10。

所述無鉛鹵化物綠色發光材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按照通式aCsCl·bAgCl的組成稱取各元素的相應鹽類，并與有機溶劑A混合；

2)在空氣氣氛下加熱至一定溫度并保溫，冷卻至室溫后離心分離取上清液；

3)在常溫下，將上清液裝于敞口容器，置于含有有機溶劑B的封閉試劑瓶中；