一种铯铜碘蓝光纳米晶及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种铯铜碘蓝光纳米晶及其制备方法和用途。所述制备方法包括以下步骤：将双功能硅烷偶联剂配体、铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体和第一溶剂混合，加入第二溶剂进行反溶剂反应，将反应后的物质进行水解，得到所述铯铜碘蓝光纳米晶；其中，所述第一溶剂与第二溶剂的极性不同。本发明专利技术通过采用双功能硅烷偶联剂作为配体，以反溶剂法制备得到了铯铜碘蓝光纳米晶，同时又通过水解使其形成了类核壳结构，在其表面形成了交联的双功能硅烷偶联剂，抑制了材料的团聚，增大了材料的阻水性能，大大提升了铯铜碘蓝光纳米晶的分散性和阻水性，进一步地还提升了其荧光效率。进一步地还提升了其荧光效率。进一步地还提升了其荧光效率。

【技术实现步骤摘要】
一种铯铜碘蓝光纳米晶及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于钙钛矿发光材料
，涉及一种铯铜碘蓝光纳米晶及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]铅卤钙钛矿由于其高光量子效率、带隙可调等性质被认为是光电领域最有希望的材料之一，然而由于其小斯托克斯位移，易发生“自吸收”以及不稳定性和铅元素毒性等因素限制了其在特定领域的普及。近年来，铯铜碘作为具有良好的稳定性和发光特性的钙钛矿材料，由于自身较宽的光谱范围和较大的斯托克斯位移，自吸收几乎可以忽略不计，在探测与发光领域受到广泛关注。
[0003]然而，现有技术获得的铯铜碘多为体相材料，其较大的尺寸难以实现在溶剂或胶膜中的均匀分散，从而制约了其在光电元件上的应用和发展。
[0004]目前的一些制备方法存在很多弊端，(1)热注入法需要高温和气氛保护，大规模生产时升温降温过程较慢，难以保证反应环境均匀，也就难以保证产品的均一性。(2)采用一般反溶剂方法制备的铯铜碘纳米晶团聚严重，且荧光效率较低，限制其在微型光电元件上的应用。(3)马弗炉煅烧法制备耗时长且粉末粒径大，还存在在湿气环境下分解失效的问题。
[0005]例如，CN110117024A公开了一种零维无铅铯铜碘钙钛矿蓝光纳米晶制备方法，将前驱体溶液加热溶解后注入有机溶剂中，离心洗涤获得铯铜碘纳米晶，该方法制备出的样品荧光效率较低且纳米晶粒团聚严重，阻水性能较差。Zhang等人采用热注入法制备出分散性较好的Cs3Cu2I5纳米晶(DOI:10.1002/adfm.202105771)，但该方法需要高温和气氛保护，难以工业放大生产。Huang等人利用马弗炉煅烧出铯铜碘蓝色荧光粉(DOI：10.1016/j.mtchem.2020.100288)，但该制备方法耗时较久，粉末粒径大难以分散，且在湿气环境下会失效分解。诸多此类方法虽然可以得到稳定性较好的铯铜碘材料，但其阻水性和分散性离实际应用仍有较大差距。
[0006]因此，如何提升铯铜碘蓝光纳米晶的阻水性和分散性，同时还保证其荧光效率不受影响，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种铯铜碘蓝光纳米晶及其制备方法和用途。本专利技术通过采用双功能硅烷偶联剂作为配体，以反溶剂法制备得到了铯铜碘蓝光纳米晶，同时又通过水解使其形成了类核壳结构，在其表面形成了交联的双功能硅烷偶联剂，抑制了材料的团聚，增大了材料的阻水性能，大大提升了铯铜碘蓝光纳米晶的分散性和阻水性，进一步地还提升了其荧光效率。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种铯铜碘蓝光纳米晶制备方法，所述制备方法包括以下
步骤：
[0010]将双功能硅烷偶联剂配体、铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体和第一溶剂混合，加入第二溶剂进行反溶剂反应，将反应后的物质进行水解，得到所述铯铜碘蓝光纳米晶；
[0011]其中，所述第一溶剂与第二溶剂的极性不同。
[0012]本专利技术中，第一溶剂与第二溶剂的极性不同即为两个溶剂可以实现反溶剂的作用，第一溶剂为良溶剂时，第二溶剂为反溶剂，而第一溶剂为反溶剂时，第二溶剂为良溶剂。
[0013]本专利技术通过采用双功能硅烷偶联剂作为配体，以反溶剂法制备得到了铯铜碘蓝光纳米晶，同时又通过水解使其形成了类核壳结构，在其表面形成了交联的双功能硅烷偶联剂，抑制了材料的团聚，增大了材料的阻水性能，大大提升了铯铜碘蓝光纳米晶的分散性和阻水性，进一步地还提升了其荧光效率。且本专利技术提供的制备方法无需高温且控制反应气氛，易放大生产。
[0014]本专利技术中，通过在反溶剂法过程中引入双功能硅烷偶联剂配体，一方面，限制了铯铜碘纳米晶尺寸，达到空间限域作用，防止纳米晶之间团聚，提高其在溶剂和胶膜中的分散性，另一方面，通过反溶剂法后的水解反应，配体在铯铜碘纳米晶表面通过交联形成类核壳结构，从而形成表面致密的保护层，减缓遇水分解失效问题，另此外，可灵活调控配体类型，以适应不同极性环境的溶剂和胶膜，极大地提高了其适用性。
[0015]本专利技术中，如果在反溶剂反应后不进行水解，则无法在铯铜碘纳米晶表面交联形成类核壳机构，从而无法解决铯铜碘纳米晶的阻水性和分散性的问题。
[0016]优选地，所述铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体与良溶剂混合。
[0017]本专利技术中，铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体可以更好地溶于良溶剂中，但不代表其不可以溶于反溶剂中。
[0018]优选地，所述双功能硅烷偶联剂配体包括3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、3
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3
‑
溴丙基三甲氧基硅烷、3
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氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3
‑
[2
‑
(2
‑
氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基
‑
三甲氧基硅烷或3
‑
氨丙基二甲氧基甲基硅烷中的任意一种或至少两种的组合，优选为3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷。
[0019]优选地，所述混合包括共同混合或分步混合，优选为共同混合。
[0020]本专利技术中，第一溶剂为良溶剂时，共同混合的效果更好。
[0021]优选地，所述共同混合为将双功能硅烷偶联剂配体、铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体和第一溶剂共同加入混合。
[0022]优选地，所述分步混合为先将双功能硅烷偶联剂配体与第一溶剂混合，再加入铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体。
[0023]本专利技术中，并非如常规的方法中所提出的，分步混合可以更为均匀，恰恰相反，共同混合可以更好地实现阴阳离子的配位，从而提升铯铜碘钙钛矿纳米晶的尺寸均一性、分散性、稳定性。
[0024]优选地，所述铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体包括碘化铯和碘化亚铜。
[0025]优选地，所述所述碘化铯与双功能硅烷偶联剂配体的摩尔比为1:(1～1.5)，例如1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4或1:1.5等。
[0026]本专利技术中，双功能硅烷偶联剂配体与碘化铯的摩尔比过小，即配体加入过少，会出现配位不完全，未参与配位的离子结晶速率过快，导致晶粒过大的问题，而如果摩尔比过
大，即配体加入过多，又会严重影响离子迁移率，进而影响晶格完整性。
[0027]优选地，所述双功能硅烷偶联剂配体与第一溶剂的摩尔比为1:(10～20)，例如1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19或1:20等。
[0028]本专利技术中，双功能硅烷偶联剂配体与第一溶剂的摩尔比过大，即溶剂过少，导致不完全溶解，而摩尔比过大，即溶剂过多，导致成本升高。
[0029]本专利技术中，第二溶剂的加入量不作限定，加入得到纳米晶析出即可。
[0030]优选地，所述混合的方法包括搅拌。
[0031]优选地，所述搅拌的时间为2～5h，例如2h、3h、4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铯铜碘蓝光纳米晶制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将双功能硅烷偶联剂配体、铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体和第一溶剂混合，加入第二溶剂进行反溶剂反应，将反应后的物质进行水解，得到所述铯铜碘蓝光纳米晶；其中，所述第一溶剂与第二溶剂的极性不同。2.根据权利要求1所述的铯铜碘蓝光纳米晶制备方法，其特征在于，所述双功能硅烷偶联剂配体包括3
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氨丙基三甲氧基硅烷、3
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氨丙基三乙氧基硅烷、3
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氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3
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溴丙基三甲氧基硅烷、3
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氨基丙基二甲基甲氧基硅烷、3
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[2
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(2
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氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基
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三甲氧基硅烷或3
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氨丙基二甲氧基甲基硅烷中的任意一种或至少两种的组合，优选为3
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氨丙基三甲氧基硅烷；优选地，所述混合包括共同混合或分步混合，优选为共同混合；优选地，所述共同混合为将双功能硅烷偶联剂配体、铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体和第一溶剂共同加入混合；优选地，所述分步混合为先将双功能硅烷偶联剂配体与第一溶剂混合，再加入铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体。3.根据权利要求1或2所述的铯铜碘蓝光纳米晶制备方法，其特征在于，所述铯铜碘钙钛矿纳米晶前驱体包括碘化铯和碘化亚铜；优选地，所述碘化铯与双功能硅烷偶联剂配体的摩尔比为1:(1～1.5)。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的铯铜碘蓝光纳米晶制备方法，其特征在于，所述双功能硅烷偶联剂配体与第一溶剂的摩尔比为1:(10～20)；优选地，所述混合的方法包括搅拌；优选地，所述搅拌的时间为2～5h。5.根据权利要求1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋挺辉，郑策，张健，董敬一，白日胜，
申请(专利权)人：无锡极电光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：