[發明專利]無鉛銦基雙鈣鈦礦材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011171658.0
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112358870B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 時玉萌;劉澤向;周勃;李賀楠
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C09K11/62
• 分類號: C09K11/62
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 郝文婷

本申請涉及鈣鈦礦材料技術領域，提供了一種無鉛銦基雙鈣鈦礦材料及其制備方法與應用。其中，無鉛銦基雙鈣鈦礦材料的制備方法，包括如下步驟：提供含有第一鹵化金屬鹽的第一溶液和含有第二鹵化金屬鹽的第二溶液，提供含有鹵化銦的第三溶液，并調節所述第三溶液的pH＜4.0；混合所述第一溶液、所述第二溶液和所述第三溶液進行反應，得到第一混合液，將所述第一混合液進行分離純化，得到所述無鉛銦基雙鈣鈦礦材料。該制備方法操作簡單靈活，制備條件溫和可控，同時實現廢棄物零排放，無污染，環保性能優異，適用于無毒、穩定性高、純度高的無鉛銦基雙鈣鈦礦材料的大規模穩定生產。

技術領域

本申請屬于鈣鈦礦材料技術領域，尤其涉及一種無鉛銦基雙鈣鈦礦材料及其制備方法與應用。

背景技術

單基質白光LED材料是LED中需求最大的材料之一。研究較多的具有鈣鈦礦晶體結構鹵化鉛半導體材料，由于其具有較好的發光性質和電子特性，受到廣泛關注。盡管該材料能夠具有較優異的光電性能，但是基于材料中的鉛元素具有強烈的毒性，易對環境及生物體造成嚴重影響；同時材料內在的不穩定性較強，使得無鉛型的鈣鈦礦材料一直在不斷研究中。

目前，已經報道了部分非鉛鈣鈦礦材料中，銦基鈣鈦礦材料由于其具有優異的光電性能，較高的穩定性及環境友好型等特點受到了廣泛關注。無鉛銦基雙鈣鈦礦材料作為一種直接帶隙半導體材料由于其較大的電聲耦合以及斯托克位移，是一種理想的單基質白光發光材料。

然而，由于無鉛銦基鈣鈦礦材料為無機材料，在合成過程常見的用于合成有機無機雜化鉛基鹵化物鈣鈦礦材料的溶劑，如：1,4-丁內酯(GBL)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)等，無法為無鉛銦基鈣鈦礦材料的原材料提供有效的溶解環，而采用有機相進行溶解的方法，僅適用于實驗室少量合成的工作且合成成本過高；此外，提供了濃鹽酸對原材料進行溶解，該反應過程需要在高溫高壓條件下進行，制備流程復雜，反應緩慢，無法高效、大量合成，不利于廣泛應用。

發明內容

本申請的目的在于提供一種無鉛銦基雙鈣鈦礦材料及其制備方法與應用，旨在解決現有技術中無鉛銦基雙鈣鈦礦材料的制備方法流程復雜，無法高效、大量制備的問題。

為實現上述申請目的，本申請采用的技術方案如下：

第一方面，本申請提供一種無鉛銦基雙鈣鈦礦材料的制備方法，包括如下步驟：

提供含有第一鹵化金屬鹽的第一溶液和含有第二鹵化金屬鹽的第二溶液，其中，所述第一鹵化金屬鹽的第一金屬選自Na或K，所述第二鹵化金屬鹽的第二金屬選自Cs或Rb；

提供含有鹵化銦的第三溶液，并調節所述第三溶液的pH＜4.0；

混合所述第一溶液、所述第二溶液和所述第三溶液進行反應，得到第一混合液，將所述第一混合液進行分離純化，得到所述無鉛銦基雙鈣鈦礦材料。

第二方面，本申請提供一種無鉛銦基雙鈣鈦礦材料，所述無鉛銦基雙鈣鈦礦材料的結構式為A₂B₁InX₆，其中，所述A選自Cs或Rb，所述B選自Na或K，所述X選自Cl，Br或I。

第三方面，本申請提供一種無鉛銦基雙鈣鈦礦材料的應用，所述無鉛銦基雙鈣鈦礦材料應用于照明顯示、發光器件、光電催化、光探測器及太陽能電池等領域，其中，所述無鉛銦基雙鈣鈦礦材料采用所述的無鉛銦基雙鈣鈦礦材料的制備方法制備得到或采用所述的無鉛銦基雙鈣鈦礦材料。