[發明專利]一種鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料的制備方法及鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料

有效

• 申請號: 202110582036.5
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN115403695B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 馮岸超;肖晶晶;張偉杰;張立群
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F222/14;C08F220/14;C08F222/38;C08F2/44;C08K3/16;C09K11/02;C09K11/66
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明涉及一種鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料的制備方法及鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料。該方法將鉛鹵鈣鈦礦前驅體和有機配體在溶劑中充分溶解，得到鈣鈦礦前驅液A；然后將單體、交聯劑以及引發劑混合均勻，得到聚合物凝膠前驅液B；再將鈣鈦礦前驅液A和所述聚合物凝膠前驅液B混合后除氧，在加熱條件下反應，得到中間產物；最后將中間產物在甲苯中浸泡、空氣中晾置，得到鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料，該復合材料中鉛鹵鈣鈦礦顆粒均勻嵌入在疏水性聚合物凝膠的三維交聯網絡中。本發明將聚合物凝膠的制備與鈣鈦礦在凝膠基質中的原位沉淀相結合，制備得到柔性發光材料，制備步驟簡單，產物具有良好的環境穩定性。

技術領域

本發明涉及光電材料領域，進一步地說，是涉及一種鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料的制備方法及鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料。

背景技術

鉛鹵鈣鈦礦作為一類新型的光電材料，因其具有發光效率高、吸光系數高、激子結合能高等優點而備受關注，目前已經被廣泛應用在太陽能電池、發光二極管(LED)、激光和光電探測器等領域。然而在鈣鈦礦展現優異光電性能的同時，自身固有的離子性質和低形成能造成其在環境中的不穩定，具體說是鈣鈦礦對環境中的光、熱、氧氣和水都不穩定，這在一定程度上阻礙了它的發展和應用。

多種提高鈣鈦礦穩定性的策略已被提出，例如離子摻雜、表面鈍化、表面包覆。其中，表面包覆法是一種有效提升鈣鈦礦穩定性的方法，目前采用的包覆材料主要是無機鹽、無機氧化物、鈣鈦礦材料、聚合物等。

用聚合物基質來包覆鈣鈦礦，即制備鈣鈦礦-聚合物復合材料的方法，已成為提高鈣鈦礦穩定性的有效途徑之一。鉛鹵鈣鈦礦-聚合物復合材料因兼具鉛鹵鈣鈦礦和聚合物的性能而備受關注，一方面鈣鈦礦賦予聚合物優異的光學性能，另一方面聚合物基體提高了鉛鹵鈣鈦礦的環境穩定性和加工性能。

目前，聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)在內的多種聚合物都用于提高鈣鈦礦穩定性的研究。通過文獻調研和整理，我們發現目前主流的工作中鈣鈦礦-聚合物復合材料的制備方法主要集中于共混法、原位聚合法和原位鈣鈦礦生長/沉淀法三類。其中，共混法是指將鈣鈦礦NCs和聚合物分開制備，然后將兩者混合使得鈣鈦礦NCs被包埋在聚合物中；原位聚合法是指先合成鈣鈦礦NCs并將它分散在單體溶液中，隨著單體的聚合將鈣鈦礦NCs包裹在聚合物當中的方法；原位鈣鈦礦生長/沉淀法一般是指先制備聚合物，而鈣鈦礦NCs在與聚合物復合過程中合成。這三種方法的主要區別在于鈣鈦礦NCs與聚合物合成的先后順序不同。

總的來說，現有技術中提高鈣鈦礦穩定性的方法還較為復雜，雖然在一定程度上提高了鈣鈦礦的穩定性，但穩定性上仍有較大的提升空間。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提出了一種鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料的制備方法及鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料，該方法以鉛鹵鈣鈦礦前驅體、有機配體、單體、交聯劑、引發劑為原料，將聚合物凝膠的制備與鈣鈦礦在凝膠基質中的原位沉淀相結合，制備得到柔性發光材料，制備步驟簡單，產物具有良好的環境穩定性。

本發明的目的之一是提供一種鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)鈣鈦礦前驅液A的制備：將鉛鹵鈣鈦礦前驅體和有機配體在溶劑中充分溶解，得到鈣鈦礦前驅液A；

(2)聚合物凝膠前驅液B的制備：將單體、交聯劑以及引發劑混合均勻，得到聚合物凝膠前驅液B；

(3)中間產物的制備：將所述鈣鈦礦前驅液A和所述聚合物凝膠前驅液B混合后除氧，在加熱條件下反應，得到中間產物；

(4)將所述中間產物在甲苯中浸泡、空氣中晾置，得到鉛鹵鈣鈦礦雜化凝膠復合材料。

優選的，步驟(1)中，鉛鹵鈣鈦礦前驅體為溴化鉛和甲胺氫溴酸鹽；

有機配體為油酸和油胺；

溶劑為N，N-二甲基甲酰胺。