一种尺寸可调的CsPbBr制造技术

本发明专利技术公开了一种尺寸可调的CsPbBr

【技术实现步骤摘要】
一种尺寸可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的制备方法
本专利技术涉及无机发光材料制备
，更具体地，涉及一种尺寸可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的制备方法。
技术介绍
全无机卤化物钙钛矿CsPbX3(X＝Cl，Br，I)量子点自从2015年被首次报道以来，人们不断挖掘其优异性能，被广泛应用于发光二极管、太阳能电池、光电探测器等领域。CsPbX3材料具有多方面的优势，首先，卤素钙钛矿CsPbX3的发光半峰宽可以轻易地达到20nm以下，具有超高的光致发光色纯度。其次，CsPbX3量子点的激子波尔半径在7nm左右，理论上只有在其粒径小于或接近其激子波尔半径时，晶粒才会表现出明显的量子限域效应。虽然钙钛矿CsPbX3(X＝Cl，Br，I)已经成为材料界一颗冉冉升起的新星，但是它对水和氧气相当敏感，在空气中稳定性很差，放置很短的时间发光效率就会显著下降，这极大地限制了其在光电领域的应用。众所周知，材料的尺寸、维度和形貌对其性能有很大的影响，可以通过调控它们来改善材料性能。目前，为了提高钙钛矿CsPbX3在空气中的稳定性及发光性能，科研人员已经研究合成出了纳米块、纳米片和纳米棒等各种形貌的钙钛矿纳米晶来调控改善材料的性能，但是现有技术制备得到钙钛矿CsPbX3材料的尺寸都处于纳米尺度，这些材料都存在带隙宽，辐射复合效率系数小，色纯度低和发光寿命短的问题，从而严重影响了材料的光电性能；除此之外，现有技术制备方法无法实现对材料形貌尺寸的连续精准调控，从而实现发光寿命的调控和发光性能的调控，也不能够根据产品发光性能需求一次性调控出具有较高发光纯度且发光寿命可调的CsPbBr3钙钛矿微米颗粒。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述不足，提出一种尺寸可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的制备方法。本专利技术以5-己炔酸和10-十一碳炔酸为表面配体，通过调节由两种表面配体得到的晶体溶液的体积就能够制备得到具有不同长宽比的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒。本专利技术制备方法简单，实现了对材料形貌尺寸的连续精准调控，从而实现了发光寿命的调控、发光性能的调控，本专利技术一次性能够制备得到具有较高发光纯度且发光寿命可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒，能够适用于不同光照需求的材料中。通过本专利技术方法制备得到的纺锤型钙钛矿CsPbBr3微米颗粒不仅形貌均一、分散性好、颗粒的长宽比可调控，而且带隙变小，发光半峰宽窄，色纯度高、发光寿命长，具有优异的光电性能，在屏幕显示和照明等领域拥有广阔应用前景。本专利技术的技术方案是：本专利技术提供一种尺寸可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的制备方法，制备过程中，先以5-己炔酸和10-十一碳炔酸为表面配体分别制备得到5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液和10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液，再将5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液和10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液分别按不同体积比混合，最后将各混合后的溶液置于紫外灯光照下反应，得到不同长宽比的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒。通过调节5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液和10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液的体积比调控CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的长宽比。所述5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液和10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液的体积比为2∶8-8∶2。紫外灯光照的反应条件为：同时采用波长为254nm和365nm的紫外灯光照12-36小时。具体的制备方法为：(1)将铯盐、十八烯和油酸在氮气保护下升温搅拌至全部溶解，得到备用溶液；(2)将溴化铅，十八烯，油胺，5-己炔酸混合后在氮气保护下恒温搅拌至完全溶解，在140～150℃温度下，取步骤(1)的备用溶液快速注入，搅拌后冷却至室温，再加入无水乙醇进行洗涤，离心后弃上清液，并将沉淀溶解在环己烷中，再次离心后收集上清液，得到5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液；(3)将溴化铅，十八烯，油胺，10-十一碳炔酸混合后在氮气保护下恒温搅拌至完全溶解，在160～170℃温度下，取步骤(1)的备用溶液快速注入，搅拌后冷却至室温，再加入无水乙醇进行洗涤，离心后弃上清液，并将沉淀溶解在环己烷中，再次离心后收集上清液，得到10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液；(4)将上述5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液和10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液分别按不同体积比混合，最后在恒温环境下，将各混合后的溶液置于在暗箱式紫外灯光照下发生炔键偶联反应，得到不同长宽比的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒。所述铯盐为碳酸铯、溴化铯或醋酸铯中的任意一种。优选的，所述铯盐为碳酸铯。所述步骤(1)中，酸碳铯为0.2～0.3g，十八烯为10～20ml，油酸为0.75～1.5ml。所述步骤(2)中，溴化铅为0.1～0.2g，十八烯为10～20ml，油胺为1～3ml，5-己炔酸为0.2～0.4ml；取步骤(1)备用的溶液为0.8～1.2ml；环己烷体积为5-15ml。所述步骤(3)中，溴化铅为0.1～0.2g，十八烯为10～20ml，油胺为1～3ml，10-十一碳炔酸为0.03～0.06g；取步骤(1)备用的溶液为0.8～1.2ml；环己烷体积为5-15ml。所述恒温搅拌的温度为100～120℃；离心条件为在8000转/分钟-10000转/分钟的转速下离心5-10分钟。优选的，所述步骤(4)中，5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液和10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液分别按2∶8、5∶5或8∶2体积比混合；紫外灯光照的条件为：同时采用波长为254nm和365nm的紫外灯光照24小时。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术以5-己炔酸和10-十一碳炔酸为表面配体，通过调节由两种表面配体得到的晶体溶液的体积就能够制备得到具有不同长宽比的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒。本专利技术制备方法简单，实现了对材料形貌尺寸的连续精准调控，从而实现了发光寿命的调控、发光性能的调控，本专利技术一次性能够制备得到具有较高发光纯度且发光寿命可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒，能够适用于不同光照需求的材料中。通过本专利技术方法制备得到的尺寸可调的纺锤型钙钛矿CsPbBr3微米颗粒不仅形貌均一、分散性好、颗粒的长宽比可调控，而且带隙变小，发光半峰宽窄，色纯度高、发光寿命长，具有优异的光电性能，在屏幕显示和照明等领域拥有广阔应用前景。(2)通过本专利技术制备方法可以制备得到CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒，并且通过调节两种不同配体的纳米晶体溶液的体积比，就能够调控CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的长宽比，光照后实现了精准控制微米颗粒的形貌，改善了钙钛矿CsPbBr3材料的发光性能，具有发光半峰宽窄，色纯度高，寿命变长等优点。(3)本专利技术采用末端炔酸5-己炔酸和10-十一碳炔酸为表面配体，两种表面配体含有的羧基能够在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尺寸可调的CsPbBr

【技术特征摘要】
1.一种尺寸可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的制备方法，其特征在于，制备过程中，先以5-己炔酸和10-十一碳炔酸为表面配体分别制备得到5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液和10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液，再将5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液和10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液分别按不同体积比混合，最后将各混合后的溶液置于紫外灯光照下反应，得到不同长宽比的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒。


2.根据权利要求1所述的尺寸可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的制备方法，其特征在于，所述5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液和10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液的体积比为2∶8-8∶2。


3.根据权利要求1所述的尺寸可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的制备方法，其特征在于，紫外灯光照的反应条件为：同时采用波长为254nm和365nm的紫外灯光照12-36小时。


4.根据权利要求1所述的尺寸可调的CsPbBr3纺锤型钙钛矿微米颗粒的制备方法，其特征在于，具体的制备方法为：
(1)将铯盐、十八烯和油酸在氮气保护下升温搅拌至全部溶解，得到备用溶液；
(2)将溴化铅，十八烯，油胺，5-己炔酸混合后在氮气保护下恒温搅拌至完全溶解，在140～150℃温度下，取步骤(1)的备用溶液快速注入，搅拌后冷却至室温，再加入无水乙醇进行洗涤，离心后弃上清液，并将沉淀溶解在环己烷中，再次离心后收集上清液，得到5-己炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液；
(3)将溴化铅，十八烯，油胺，10-十一碳炔酸混合后在氮气保护下恒温搅拌至完全溶解，在160～170℃温度下，取步骤(1)的备用溶液快速注入，搅拌后冷却至室温，再加入无水乙醇进行洗涤，离心后弃上清液，并将沉淀溶解在环己烷中，再次离心后收集上清液，得到10-十一碳炔酸CsPbBr3钙钛矿纳米晶体溶液；
(4)将上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红波，英起飞，刘向东，黄岭，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32