[發明專利]一種鈣鈦礦/氧化鋅異質結構發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110403850.6
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113105885B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 徐庶;張璐璐;劉懿萱;耿翀
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/66;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種鈣鈦礦/氧化鋅異質結構發光材料，其特征在于，該發光材料通過在富羧酸根修飾的鈣鈦礦納米晶表面外延生長寬禁帶半導體氧化鋅，形成鈣鈦礦/氧化鋅II型異質結構納米晶材料，異質結構發光材料為核殼結構，包括鈣鈦礦納米晶和包覆在鈣鈦礦納米晶表面的氧化鋅，氧化鋅以晶態形式存在；所述氧化鋅的厚度為0.5nm~5nm；

所述鈣鈦礦/氧化鋅異質結構發光材料的制備方法包括以下步驟：

在室溫條件下，將鈣鈦礦納米晶溶液、非極性有機溶劑、胺配體溶液加入三頸燒瓶中，攪拌抽真空保證混合溶液中無氣泡產生，通入氮氣，保持攪拌和氮氣氛圍，得到均勻溶液；

升溫至非極性有機溶劑沸點溫度以下，然后向均勻溶液中緩慢注入有機鋅前驅體溶液，后注入氧源，在反應過程中進行取樣，通過取樣確定波長變化，在反應過程中既能根據肉眼觀測溶液顏色變化對反應溶液取樣又能通過固定時間間隔對反應溶液取樣，每次取樣后均進行激發光譜測試，達到所需發射波長，得到不同波段的鈣鈦礦/氧化鋅異質結構納米晶材料溶液；

最后將材料溶液清洗離心后得到鈣鈦礦/氧化鋅II型異質結構納米晶，即鈣鈦礦/氧化鋅異質結構發光材料；

或者在制備方法中，將有機鋅前驅體溶液和胺配體溶液先混合后，獲得胺配體有機鋅溶液；之后再將鈣鈦礦納米晶溶液、非極性有機溶劑在室溫下攪拌抽真空至無氣泡產生，再通入氮氣，保持攪拌和氮氣氛圍，得到均勻溶液；最后再加入胺配體有機鋅溶液和氧源，反應過程中進行取樣，獲得發光材料；

選擇非極性有機溶劑及有機鋅進行反應，能在較低的溫度下、無水和極性溶劑條件下獲得生長發光材料，不會對離子型結構的鈣鈦礦帶來毀滅性破壞，有機鋅與有機羧酸根的反應能夠使同等條件下的發光材料的波長寬范圍的調控，穩定性更好；

所述的非極性有機溶劑沸點溫度以下即反應溫度控制在10-160℃；

所述的鈣鈦礦限制為全無機鹵化物鈣鈦礦納米晶，包括鈣鈦礦簡單結構、鈣鈦礦核殼結構;所述的非極性有機溶劑為甲苯、十八烯、正辛烷、石蠟油、二甲苯、十四烷、十八烷或正己烷中的一種或多種；

所述的胺配體選自碳鏈長度為4~22的有機胺；

所述有機鋅前驅體溶液為純有機鋅或有機鋅和非極性有機溶劑的混合物，所述有機鋅為二甲基鋅、二乙基鋅、或二苯基鋅中的一種或多種，有機鋅不與非極性有機溶劑發生反應；

所述的氧源包括氧氣/惰性氣體混合氣體、氧化膦、有機過氧化物中的一種或多種，所述氧氣/惰性氣體混合氣體為氧氣/氮氣混合氣體，氧化膦為三辛基氧化膦或三丁基氧化膦，有機過氧化物為苯甲酸叔丁酯或過氧化苯甲酸。

2.根據權利要求1所述的發光材料，其特征在于，鈣鈦礦/氧化鋅異質結構中在純Br基鈣鈦礦生長氧化鋅能夠實現波長控制在520-690nm范圍內、在Cl/Br混雜的鈣鈦礦基礎上生長氧化鋅能實現波長控制在400-690nm范圍內、在Br/I混雜的鈣鈦礦基礎上生長氧化鋅能實現波長控制在550-750nm范圍內；發光材料的波長調控步長1nm，從而獲得近紫外、可見光、到近紅外光譜連續可調，且穩定的鈣鈦礦納米晶。