有机无机杂化铜基卤化物材料及其制备方法技术

本申请涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种有机无机杂化铜基卤化物材料及其制备方法。该有机无机杂化铜基卤化物材料的化学通式为：A3Cu6X9或A2Cu2X4·

【技术实现步骤摘要】
有机无机杂化铜基卤化物材料及其制备方法


[0001]本申请属于功能材料
，尤其涉及一种有机无机杂化铜基卤化物材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]铅卤钙钛矿型纳米晶体ABX3具有优异的光电性能，例如宽光谱吸收、长载流子扩散距离以及高载流子移动性，因而其成为近年来研究的热点；基于上述优异的光物理特性，其在光电探测器、太阳能电池、光电二极管和X射线成像等多领域取得了突破性的应用进展。
[0003]但是，传统的铅卤钙钛矿存在一些严重的问题，例如，铅元素属于有毒的重金属元素，这大大限制了其商业应用价值。目前，无铅多元卤化物材料研究成为了热点，并且已出现了采用锡、铋或者铟来代替铅的卤化物材料，但相关材料的种类还是有限。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种有机无机杂化铜基卤化物材料及其制备方法，旨在解决如何提供一种环境友好、相变可逆发光的新型有机无机杂化铜基卤化物。
[0005]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请提供一种有机无机杂化铜基卤化物材料，所述有机无机杂化铜基卤化物材料的化学通式为：A3Cu6X9或A2Cu2X4·
H2O；其中，A为有机铵离子，X为卤离子。
[0007]第二方面，本申请提供一种上述有机无机杂化铜基卤化物材料的制备方法，包括如下步骤：
[0008]将有机卤化铵AX和卤化亚铜CuX溶于有机溶剂中，得到第一混合溶液；将所述第一混合溶液进行第一结晶处理，得到A3Cu6X9所示的有机无机杂化铜基卤化物材料；或者，
[0009]将有机卤化铵AX和卤化亚铜CuX溶于酸试剂和有机溶剂中，得到第二混合溶液；将所述第二混合溶液进行第二结晶处理，得到A2Cu2X4·
H2O所示的有机无机杂化铜基卤化物材料。
[0010]本申请第一方面提供的有机无机杂化铜基卤化物材料为A3Cu6X9或A2Cu2X4·
H2O，两者为相变可逆材料，A3Cu6X9单晶没有荧光发射，但结合水分子后相变成A2Cu2X4·
H2O单晶，从而具有明亮的荧光，这种不发光和发光之间的变化是可逆的，并且荧光强度基本没有衰减；因此，本申请有机无机杂化铜基卤化物材料可以对空气中水具有荧光响应特性，而且量子效率较高，这样在LED、湿度传感器等领域具有广阔的应用前景。
[0011]本申请第二方面提供的有机无机杂化铜基卤化物材料的制备方法，可以制成无荧光发射的A3Cu6X9单晶或可发出荧光的A2Cu2X4·
H2O单晶；该制备方法将固体原料和溶液试剂直接混合形成混合溶液，然后经过结晶处理步骤得到单晶，该过程操作简单，可以大规模制备，因而可广泛应用于环境友好型铜基卤化物材料的大规模合成。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为实施例1中(C(CH3)3NH3)3Cu6I9单晶照片；
[0014]图2为实施例1中(C(CH3)3NH3)3Cu6I9单晶数据拟合得到粉末XRD图谱；
[0015]图3为实施例1中绿色荧光粉的紫外可见光吸收谱、荧光激发谱和发射谱；
[0016]图4为实施例1中研磨前后得到的样品的XRD图谱；
[0017]图5为实施例1中发光相和非发光相相互转化50次的荧光强度变化；
[0018]图6为实施例2中(C(CH3)3NH3)2Cu2I4·
H2O单晶照片；
[0019]图7为实施例2中(C(CH3)3NH3)2Cu2I4·
H2O单晶数据拟合得到粉末XRD图谱。
具体实施方式
[0020]为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0021]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0022]本申请中，“至少一种”是指一种或者多种，“多种”是指两种或两种以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。
[0023]应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0024]在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0025]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0026]本申请实施例第一方面提供一种有机无机杂化铜基卤化物材料，该有机无机杂化铜基卤化物材料的化学通式为：A3Cu6X9或A2Cu2X4·
H2O；其中，A为有机铵离子，X为卤离子。
[0027]本申请实施例供的有机无机杂化铜基卤化物材料为A3Cu6X9或A2Cu2X4·
H2O，两者为相变可逆材料。具体地，没有荧光发射的A3Cu6X9单晶结合水后相变成可以发出荧光的A2Cu2X4·
H2O单晶，而A2Cu2X4·
H2O单晶去水后相变成不发光的A3Cu6X9单晶，这种不发光和发光之间的变化是可逆的，而且荧光强度基本没有衰减；因此，鉴于本申请实施例有机无机杂
化铜基卤化物材料的性能，可以对空气中水具有荧光响应特性，而且量子效率较高，这样的有机无机杂化铜基卤化物材料在LED、湿度传感器等领域具有广阔的应用前景。
[0028]具体地，A3Cu6X9单晶可以置于相对湿度为50～60％(RH)的空气中，吸水相变成A2Cu2X4·
H2O单晶；而A2Cu2X4·
H2O单晶可以于40～120℃条件下加热除水，相变成A2Cu2X4·
H2O单晶。这种湿度引起的非发光相和荧光相之间的可逆转化使其在湿度荧光传感器领域具有广阔的应用前景。
[0029]在一实施例中，A3Cu6X9或A2Cu2X4·
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机无机杂化铜基卤化物材料，其特征在于，所述有机无机杂化铜基卤化物材料的化学通式为：A3Cu6X9或A2Cu2X4·
H2O；其中，A为有机铵离子，X为卤离子。2.如权利要求1所述的有机无机杂化铜基卤化物材料，其特征在于，A选自甲基铵离子、乙基铵离子、丙基铵离子、丁基铵离子和甲脒离子中的至少一种；和/或，X选氟离子、氯离子、溴离子和碘离子中的至少一种。3.如权利要求1所述的有机无机杂化铜基卤化物材料，其特征在于，A为叔丁基铵离子，X为碘离子。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述的有机无机杂化铜基卤化物材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将有机卤化铵AX和卤化亚铜CuX溶于有机溶剂中，得到第一混合溶液；将所述第一混合溶液进行第一结晶处理，得到A3Cu6X9所示的有机无机杂化铜基卤化物材料；或者，将有机卤化铵AX和卤化亚铜CuX溶于酸试剂和有机溶剂中，得到第二混合溶液；将所述第二混合溶液进行第二结晶处理，得到A2Cu2X4·
H2O所示的有机无机杂化铜基卤化物材料。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合液或所述第二混合液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：时玉萌，方绍帆，李贺楠，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：