一种CdS包覆无机钙钛矿纳米材料的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术涉及一种CdS包覆无机钙钛矿纳米材料的制备方法，在持续性氮气的环境下，将氧化镉、油酸和十八烯混合，加热反应得到油酸镉溶液，再加入十八烯和硫粉，得到油酸镉‑硫粉溶液，将油酸镉‑硫粉混合溶液逐滴滴入CsPbX

Method for preparing CdS coated inorganic perovskite nano material and product and application thereof

The invention relates to a method for preparing CdS coated inorganic perovskite nano materials, in continuous nitrogen environment, the cadmium oxide, oleic acid and eighteen ene reaction mixture, heating cadmium oleate solution, then adding eighteen alkenes and sulfur powder, obtained sulfur cadmium oleate solution, the oil acid cadmium sulfur powder the mixed solution was added drop wise CsPbX

【技术实现步骤摘要】
一种CdS包覆无机钙钛矿纳米材料的制备方法及其产品和应用
本专利技术属于纳米颗粒
，涉及一种CdS包覆无机钙钛矿纳米材料的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
无机钙钛矿纳米材料(CsPbX3，X＝Cl，Br，I)是一种新型的功能材料，在发光二极管、太阳能电池、光电探测器等方面均具有特殊性能，广泛应用于光电器件领域，由热注入法制备的钙钛矿量子点在美国化学会的《纳米快报》(NanoLett.,2015,15(6),3692)上首次报道，但是由此方法制备的钙钛矿量子点稳定性较弱，与水接触时荧光会逐渐淬灭。并且钙钛矿量子点有明显的闪烁性，这不利于其在发光二极管方面的应用。近几年，CsPbX3纳米材料吸引了大量研究人员的关注，特别是对其闪烁性及稳定性的研究。例如美国化学会的《纳米快报》(NanoLett.,2016,16(10),6425)报道了一种简易的胶状制备方法，成功制备了非闪烁性的CsPbI3钙钛矿材料；英国皇家化学学会的《纳米尺度》(Nanoscale,2017,9(2),631)报道了一种提高CsPbX3水稳定性的方法，通过替换表面配体使钙钛矿溶于极性溶剂。需要一种新的制备方法来制备CsPbX3钙钛矿纳米材料能同时抑制闪烁性和提高稳定性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种CdS包覆无机钙钛矿纳米材料的制备方法及其产品。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1.一种CdS包覆无机钙钛矿纳米材料的制备方法，所述制备方法为以下步骤：(1)在持续性氮气的环境下，将氧化镉、油酸和十八烯混合，反应得到油酸镉溶液；(2)取步骤(1)所得油酸镉溶液加入油胺、十八烯和硫粉，得油酸镉-硫粉溶液；(3)将步骤(2)所得油酸镉-硫粉混合溶液逐滴滴入CsPbX3溶液中，反应完毕后离心，得到CdS包覆无机钙钛矿纳米材料，所述X为Cl、Br或I。进一步，步骤(1)所述氧化镉、油酸和十八烯质量体积(mg：ml：ml)比为100：1：1。进一步，步骤(1)所述反应条件为加热至210～280℃反应1小时，再降温至110～150℃反应30分钟。进一步，步骤(2)所述油酸镉溶液、油胺和十八烯体积比为1：0.4：4，所述油酸镉溶液和硫粉体积质量(ml：mg)比为1：9.6～16。进一步，步骤(3)所述CsPbX3溶液与油酸镉-硫粉混合溶液体积比为1.2：1，所述CsPbX3溶液中CsPbX3物质的量为0.027mmol，所述X为Cl、Br或I。进一步，步骤(3)所述CsPbX3溶液的制备方法为：a)碳酸铯、十八烯和油酸以质量体积(mg：ml：ml)比为100：3.5～4.5：0.5～0.7混合，120℃下搅拌1个小时，记为A溶液；b)卤化铅和十八烯混合,120℃下搅拌1个小时，再加热到150℃时，先后注入油酸和油胺，搅拌3分钟后，注入步骤a)所述A溶液，得CsPbX3溶液；所述卤化铅为氯化铅、溴化铅或碘化铅；所述X为Cl、Br或I。进一步，步骤b)所述卤化铅的摩尔浓度为0.036～0.04mmol/ml，所述卤化铅、油酸和油胺摩尔体积(mmol：ml：ml)比为0.18～0.2：0.5：0.5。进一步，步骤b)所述卤化铅和A溶液摩尔体积(mmol：ml)为0.45～0.5：1。2.由以上所述制备方法制得的CdS包覆无机钙钛矿纳米材料。3.CdS包覆无机钙钛矿纳米材料在制备发光二极管、太阳能电池或光电探测器中的应用。本专利技术的有益效果在于：1.核壳结构CsPbX3@CdS纳米材料具有高稳定性，与水接触时荧光不会淬灭。2.核壳结构CsPbX3@CdS纳米材料具有非闪烁性，荧光强度轨迹不会发生大的变化，在发光二极管的应用中尤为重要。3.合成核壳结构CsPbX3@CdS纳米材料分散性好，尺寸均匀，呈25nm左右的正方形。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS的制备流程图；图2为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS的XRD图；图3为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS透射电子显微镜照片；图4为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS透射电子显微镜照片；图5为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS高分辨透射电子显微镜照片；图6为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS高分辨透射电子显微镜照片；图7为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS的线扫描图；图8为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS的Mapping图；图9为左瓶核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS与右瓶普通无机钙钛矿CsPbBr3分别分散于甲苯中的水稳定性照片；图10为核壳结构CsPbBr3@CdS和普通立方结构CsPbBr3荧光轨迹图。图11为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS粒径大小统计图；其中，图9a，b，c，d中左边的瓶内为皆为上层CsPbBr3@CdS，下层水；右边的瓶内皆为上层CsPbBr3，下层水，a为两个瓶子内分别加入水之后的照片；b为两个瓶子内分别加入水之后在紫外灯下的荧光照片；c为两个瓶子同时摇晃一分钟之后的照片；d为两个瓶子同时摇晃一分钟之后在紫外灯下的荧光照片；图10中a为核壳结构CsPbBr3@CdS的荧光轨迹图；b为普通立方结构CsPbBr3荧光轨迹图；c为核壳结构CsPbBr3@CdS在20秒，40秒，60秒时的荧光轨迹视频截图；d为普通立方结构CsPbBr3在20秒，40秒，60秒时的荧光轨迹视频截图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1CdS包覆无机钙钛矿纳米材料的制备(1)在机械搅拌及持续性氮气的环境下，将383mg氧化镉与3.8ml油酸以及3.8ml十八烯混合，加热至240℃混合搅拌1小时，再降温至110℃混合搅拌30分钟，得到了油酸镉溶液；(2)取1ml油酸镉溶液加入12.8mg硫粉、0.4ml油胺以及4ml十八烯，得到油酸镉-硫粉混合溶液；(3)将100mg碳酸铯与4ml十八烯以及0.6ml油酸混合，在120℃下搅拌1个小时；(4)69mg溴化铅与5ml十八烯混合，在120℃下搅拌1个小时，再升高温度至150℃时，先后注入0.5ml油酸和0.5ml油胺，搅拌3分钟后，注入0.4ml碳酸铯与十八烯以及油酸的混合物，得CsPbBr3溶液；(5)当步骤(4)中CsPbBr3溶液反应5秒后，在接下来的20分钟内逐滴滴入步骤(2)中得到的油酸镉-硫粉混合溶液；(6)将(5)中得到的反应液体，在8000转/分钟，进行离心提纯，最后得CdS包覆无机钙钛矿纳米材料，本实施例也称核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS。图1为核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS的制备流程图；图2为本实施例制得核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS的XRD图；图3为本实施例制得核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS透射电子显微镜照片；图4为本实施例制得核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS透射电子显微镜照片；图5为本实施例制得核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS高分辨透射电子显微镜照片；图6为本实施例制得核壳结构无机钙钛矿CsPbBr3@CdS高分辨透射电子显微镜照片；图7为本实施例制得核壳结构无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CdS包覆无机钙钛矿纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为以下步骤：(1)在持续性氮气的环境下，将氧化镉、油酸和十八烯混合，反应得到油酸镉溶液；(2)取步骤(1)所得油酸镉溶液加入油胺、十八烯和硫粉，得油酸镉‑硫粉溶液；(3)将步骤(2)所得油酸镉‑硫粉混合溶液逐滴滴入CsPbX

【技术特征摘要】
1.一种CdS包覆无机钙钛矿纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为以下步骤：(1)在持续性氮气的环境下，将氧化镉、油酸和十八烯混合，反应得到油酸镉溶液；(2)取步骤(1)所得油酸镉溶液加入油胺、十八烯和硫粉，得油酸镉-硫粉溶液；(3)将步骤(2)所得油酸镉-硫粉混合溶液逐滴滴入CsPbX3溶液中，反应完毕后离心，得到CdS包覆无机钙钛矿纳米材料，所述X为Cl、Br或I。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述氧化镉、油酸和十八烯质量体积(mg：ml：ml)比为100：1：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应条件为加热至210～280℃反应1小时，再降温至110～150℃反应30分钟。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述油酸镉溶液、油胺和十八烯体积比为1：0.4：4，所述油酸镉溶液和硫粉体积质量(ml：mg)比为1：9.6～16。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述CsPbX3溶液与油酸镉-硫粉混合溶液体积比为1.2：1，所述CsPbX3溶液中CsPbX3物质的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐孝生，李诗琪，臧志刚，刘洪均，
申请(专利权)人：重庆纳鼎光电科技有限公司，重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50