一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料及其制备方法与应用，属于发光材料领域。所述方法为：（1）将分子筛加入卤化铯溶液中搅拌，得Cs

【技术实现步骤摘要】
一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料及其制备方法与应用
本专利技术属于发光材料领域，具体涉及一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料及其制备方法与应用。
技术介绍
量子点，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的半导体纳米颗粒，粒径一般稳定在2～20nm之间。由于其自身所具有的量子效应等独特性质而存在很多优异的性能，如发射波长依据粒子尺寸可调、色纯度高和发光效率高等等，在太阳能电池，发光器件，光学生物标记等方面都具有广泛的应用前景，因而在光学材料领域引起了持续的关注和研究。特别是在最近几年的研究中，钙钛矿型量子点材料(CsPbX3,X=Cl,Br,I)异军突起，其具有很窄的发射峰宽和很高的量子产率，溶液中稳定性更好，同时发光可以通过卤素成分和颗粒尺寸两个因素实现在整个可见光范围内可调。这些诸多的优势为钙钛矿量子点的应用提供了极大的潜力与研究空间。但与此同时，纯量子点材料由于具有很大的比表面积和较高的表面能，受表面配体影响很大，往往在固态下发光效率衰减严重，稳定性较差，一定程度上限制了其在白光LED等某些发光材料领域的进一步应用。分子筛作为一种具有规则孔道结构的铝硅酸盐，为很多发光材料提供了良好的发光环境和载体，也为钙钛矿量子点在固态下的稳定存在提供了一种可能。
技术实现思路
为了使钙钛矿型量子点材料在固态下具有更长的荧光寿命与更好的发光稳定性，且固态下发光范围能够简便进行调制，本专利技术的首要目的在于提供一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的制备方法。本专利技术采用离子交换原位析出法，先对分子筛进行Cs+-Na+离子交换，实现将Cs+引入分子筛中；然后按照一定的卤素比例，使含有不同比例卤素原子的卤化铅PbX2（X=Cl,Br,I）溶液与含有Cs+的分子筛进行反应，得到CsPb(Clx,Br1-x)3和CsPb(Brx,I1-x)3的多卤素钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料,并通过卤素比例变化实现发光蓝，黄，橙等颜色的调制。本专利技术将含有多种卤素的钙钛矿量子点材料与分子筛复合，使其在固态下仍保持量子点优越的发光性能，且发光峰位依不同卤素比例变化可调；同时复合材料的荧光寿命与钙钛矿量子点本身相比明显增加，实现了对纯量子点材料的保护和优化。本专利技术另一目的在于提供由上述制备方法得到的一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料。本专利技术又一目的在于提供由上述制备方法得到的一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料应用于白光LED等领域。本专利技术的目的通过下述方案实现。一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的制备方法，包括以下步骤：（1）离子交换分子筛：将分子筛加入卤化铯溶液中进行搅拌，离心，洗涤，烘干，重复上述步骤，得到Cs+交换的分子筛；（2）多卤素卤化铅溶液的制备：将十八烯（ODE）、油酸（OA）、油胺（OAm）和卤化铅混合，抽真空，在N2气氛中120~150℃加热搅拌，调整卤化铅中不同卤素的摩尔比，得多卤素卤化铅溶液；（3）CsPb(Clx,Br1-x)3和CsPb(Brx,I1-x)3复合发光材料的制备：将步骤（1）所得Cs+交换的分子筛与十八烯混合后，在N2气氛下搅拌，加热升温至130~170℃，注入步骤（2）的多卤素卤化铅溶液，反应后冷却，离心洗涤，烘干，得到复合发光材料。优选的，步骤（1）中所述分子筛为Y型分子筛，A型分子筛和X型分子筛中的一种以上；所述卤化铯溶液中的卤化铯为CsX，其中X=Cl,Br或I。进一步优选的，步骤（1）中所述分子筛为Y型分子筛。优选的，步骤（1）中所述卤化铯溶液的浓度为0.1~1mol/L；所述分子筛与卤化铯用量比为1g：(0.002~0.02)mol。优选的，步骤（1）中所述搅拌的时间为8~36h，温度为25~80℃，转速为300~600r/min；所述离心的转速为3000~5000r/min，时间为3~10min；所述洗涤是指采用蒸馏水洗涤1~3次；所述烘干的温度为60~120℃，时间为0.5~12小时。优选的，步骤（2）中所述卤化铅为PbCl2、PbBr2和PbI2中的一种以上。进一步优选的，步骤（2）中所述卤化铅为PbCl2与PbBr2并存或PbBr2与PbI2并存。优选的，所述卤化铅中不同卤素摩尔比为Cl:Br=(0.5~2):1,Br:I=(0.5~2):1；进一步优选为Cl:Br=(1.5~1):1,Br:I=(1.5~1):1。优选的，步骤（2）中所述多卤素卤化铅溶液中Pb2+浓度为0.027~0.054mol/L；所述十八烯、油酸和油胺的体积比是（5~10）:1:1。优选的，步骤（2）中所述加热的温度为120~150℃，加热至卤化铅完全溶解为止；当卤化铅含有PbCl2时，需加入三辛基膦；所述三辛基膦与十八烯的体积比为1：(5~10)。优选的，步骤（2）中所述抽真空是90~120℃抽真空5~30min。优选的，步骤（2）中所述搅拌的转速为300~600r/min。优选的，步骤（3）中Cs+交换的分子筛与多卤素卤化铅溶液的用量比为1g：（0.01~0.10）mol/L。优选的，步骤（3）中所述Cs+交换的分子筛质量与十八烯的体积比为1g:(6~20)ml。优选的，步骤（3）中所述冷却为冰水浴冷却至室温；所述洗涤的试剂为异丙醇和己烷；所述烘干条件为真空干燥，温度为50~100℃，时间为5~12h。优选的，步骤（3）中所述搅拌的转速为300~600r/min。由以上所述的制备方法制得的一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料；该复合发光材料应用于白光LED等领域中。本专利技术的机理为：本专利技术采用Y型分子筛为载体时,Na+存在于分子筛孔道的内壁；通过离子交换将Y型分子筛内的Na+替换为Cs+，为钙钛矿量子点在孔道内原位析出提供Cs+源；含有不同卤素元素的混合铅溶液与Cs+进行反应，可以得到CsPb(Clx,Br1-x)3和CsPb(Brx,I1-x)3的多卤素钙钛矿固溶体，从而实现多卤素存在的钙钛矿量子点与分子筛的复合，并通过不同卤素间比例的变化可以实现对于发光颜色的调制，Cl-浓度增加，发光蓝移，I-浓度增加，发光红移；分子筛作为钙钛矿量子点存在的载体，为量子点的外表面提供一个保护作用，使其固态下的荧光寿命和稳定性得到有效提高。本专利技术相对于现有技术，具有以下的优点和有益效果：（1）本专利技术制备的钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料保持了钙钛矿量子点本身的优异性能，发光颜色纯度高，分别在465nm（蓝）、570nm（黄）和590nm（橙）处具有较窄的发射峰，且发光颜色可依据不同卤素的比例在此范围内进行调制；（2）本专利技术制备的钛矿量子点与分子筛复合发光材料与未复合分子筛的钙钛矿量子点相比，荧光寿命以及稳定性得到明显增加，且在固态下稳定存在；（3）本专利技术制备的钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料，基于Y型分子筛作为载体，使得量子点在固体粉末状态更加稳定，扩大了其应用范围以及在白光LED等领域的应用前景。附图说明图1为实施例1制备的蓝光CsPb(Cl0.5,Br0.5)3钙钛矿量子点与Y型分子筛复合发光材料的XRD衍射图谱；图2为实施例1制备的蓝光CsPb(Cl0.5,Br0.5)3钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的发射光谱图；图3为实施例3制备的黄光C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）离子交换分子筛：将分子筛加入卤化铯溶液中进行搅拌，离心，洗涤，烘干，得到Cs

【技术特征摘要】
1.一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）离子交换分子筛：将分子筛加入卤化铯溶液中进行搅拌，离心，洗涤，烘干，得到Cs+交换的分子筛；（2）多卤素卤化铅溶液的制备：将十八烯、油酸、油胺和卤化铅混合，抽真空，在N2气氛中120~150℃加热搅拌至卤化铅完全溶解为止，得多卤素卤化铅溶液；（3）复合发光材料的制备：将步骤（1）所得Cs+交换的分子筛与十八烯混合后，在N2气氛下搅拌，加热升温至130~170℃，注入步骤（2）的多卤素卤化铅溶液，反应后冷却，离心洗涤，烘干，得到复合发光材料。2.根据权利要求1所述的一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述分子筛为Y型分子筛，A型分子筛和X型分子筛中的一种以上；所述卤化铯溶液中的卤化铯为CsX，其中X=Cl,Br或I。3.根据权利要求1所述的一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述卤化铯溶液的浓度为0.1~1mol/L；所述分子筛与卤化铯用量比为1g：(0.002~0.02)mol。4.根据权利要求1所述的一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述搅拌的时间为8~36h，温度为25~80℃。5.根据权利要求1所述的一种蓝黄橙光钙钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶柿，孙佳奕，张勤远，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44