一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种卤铅铯钙钛矿荧光材料。本发明专利技术采用质子化氮化碳对卤铅铯量子点进行修饰，诱导卤铅铯量子点进行自组装，形貌由原来的球状变成了二维片状结构，但并不会改变晶型。本发明专利技术中质子化氮化碳可以钝化卤铅铯量子点表面的缺陷，进而改善其各方面性能。实施例的实验结果显示，与未修饰的卤铅铯量子点相比，本发明专利技术提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料具有较高的紫外吸收强度、荧光强度以及荧光寿命；同时，本发明专利技术提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料具有较高的稳定性，在浓度为0.5mg/mL的条件下，本发明专利技术提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料在乙醇中超声分散2h的稳定性几乎没有变化，而同样条件下未修饰的卤铅铯量子点的稳定性仅保持58.65％。

A fluorescent material of halogenated lead cesium perovskite and its preparation method

The invention provides a halogen lead cesium perovskite fluorescent material. The present invention uses proton carbon nitride to modify lead-cesium halide quantum dots, induces self-assembly of lead-cesium halide quantum dots, and the morphology changes from spherical to two-dimensional flake structure, but does not change the crystal form. The proton carbon nitride in the invention can passivate the defects on the surface of lead-cesium halide quantum dots, thereby improving their various properties. The experimental results of the embodiment show that the fluorescent material of the halogen lead cesium perovskite provided by the invention has higher ultraviolet absorption intensity, fluorescence intensity and fluorescence lifetime than that of the unmodified halogen lead cesium quantum dots; at the same time, the fluorescent material of the halogen lead cesium perovskite provided by the invention has higher stability, and the halogen lead cesium perovskite provided by the invention has a concentration of 0.5mg/mL. The stability of fluorescent materials dispersed in ethanol by ultrasound for 2 hours was almost unchanged, while the stability of unmodified lead-cesium halide quantum dots remained only 58.65% under the same conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法
本专利技术涉及荧光材料
，具体涉及一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法。
技术介绍
无机卤化钙钛矿纳米晶体由于其优异的发光性能、光谱可调、高的光致发光量子产率(PLQY)等优点在光电应用中备受关注。而纳米晶体(NCs)的光学和电子特性与它们的几何形状和尺寸密切相关，因此制备可控形貌和可调尺寸的稳定纳米材料是化学领域的一个重要目标。无机卤化钙钛矿纳米晶体可以在室温下通过再沉淀的方法合成，并且通过改变配体和溶剂，已经实现了具有可控尺寸和形状的卤化钙钛矿纳米晶体的制备。但是由于钙钛矿自身稳定性差，在空气、光、热条件下极易分解，发生荧光淬灭等现象，失去光学性能，这些缺点一直困扰着众多研究者。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法，本专利技术提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料稳定性好，且具有较高的紫外吸收强度、荧光强度以及荧光寿命。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种卤铅铯钙钛矿荧光材料，由包括质子化氮化碳和卤铅铯量子点的制备原料自组装而成；所述卤铅铯量子点的化学组成为CsPbX3，所述X包括Br和I。优选地，所述质子化氮化碳的质量与卤铅铯量子点中铅的质量比为(5～30)：100。优选地，所述卤铅铯量子点中Br和I的摩尔比为(1～9)：(1～9)。优选地，所述卤铅铯量子点的粒径为3～10nm；所述质子化氮化碳的粒径为2～40nm。优选地，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的形貌为纳米片，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的尺寸为20～50nm。本专利技术提供了上述技术方案所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的制备方法，包括以下步骤：在搅拌条件下，将质子化氮化碳分散液滴加到卤铅铯量子点分散液中，质子化氮化碳与卤铅铯量子点发生自组装，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料。优选地，所述质子化氮化碳分散液中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，所述质子化氮化碳分散液中质子化氮化碳的浓度为8～12mg/mL。优选地，所述卤铅铯量子点分散液的制备方法，包括以下步骤：将CsCO3、十八烯与油酸混合后进行热处理，得到油酸铯溶液；将PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺混合，然后向所得体系中加入所述油酸铯溶液，得到CsPbBr3储备液；将所述CsPbBr3储备液加入到甲苯中，然后向所得体系中加入碘离子交换剂，得到卤铅铯量子点分散液。优选地，所述搅拌的速率为800～1200r/min；所述自组装的时间为10～20min。优选地，所述自组装后还包括：将自组装完成后所得体系进行固液分离，将所得固体物料依次进行洗涤和干燥，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料。本专利技术提供了一种卤铅铯钙钛矿荧光材料，由包括质子化氮化碳和卤铅铯量子点的制备原料自组装而成；所述卤铅铯量子点的化学组成为CsPbX3，所述X包括Br和I。本专利技术采用质子化氮化碳对卤铅铯量子点进行修饰，诱导卤铅铯量子点进行自组装，形貌由原来的球状变成了二维片状结构，但并不会改变晶型。本专利技术提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料是通过质子化氮化碳对卤铅铯量子点进行修饰而成，质子化氮化碳可以钝化卤铅铯量子点表面的缺陷，进而改善其各方面性能。实施例的实验结果显示，与未修饰的卤铅铯量子点相比，本专利技术提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料具有较高的紫外吸收强度、荧光强度以及荧光寿命，在激发波长为365nm条件下，荧光量子效率由15％提高到27％，平均荧光寿命由325.5ns提高到615.5ns。同时，本专利技术提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料具有较高的稳定性，在浓度为0.5mg/mL的条件下，本专利技术提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料在乙醇中超声分散2h的稳定性几乎没有变化，而同样条件下未修饰的卤铅铯量子点的稳定性仅保持58.65％。附图说明图1为实施例1制备的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3的TEM图；图2为实施例1制备的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3在乙醇中相对荧光强度随时间变化的曲线图。具体实施方式本专利技术提供了一种卤铅铯钙钛矿荧光材料，由包括质子化氮化碳和卤铅铯量子点的制备原料自组装而成；所述卤铅铯量子点的化学组成为CsPbX3，所述X包括Br和I。在本专利技术中，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的形貌为纳米片，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的尺寸优选为20～50nm；在本专利技术中，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的尺寸优选是指所述纳米片的片径尺寸。在本专利技术中，所述质子化氮化碳(PCN)的质量与卤铅铯量子点中铅的质量比优选为(5～30)：100，更优选为(7～20)：100，进一步优选为(10～15)：100。在本专利技术中，所述卤铅铯量子点中Br和I的摩尔比优选为(1～9)：(1～9)，进一步优选为(1～9)：1，更优选为9：1、8：2、7：3、6：4或5：5。在本专利技术中，所述卤铅铯量子点的化学组成也可以表示为CsPb(Br/I)3，当所述Br和I的摩尔比为9：1时，所述卤铅铯量子点的化学组成表示为CsPb(Br0.9/I0.1)3；当所述Br和I为其它摩尔比时，所述卤铅铯量子点的化学组成类似的参照上述方式进行表示。在本专利技术中，所述卤铅铯量子点的形貌为球形，粒径优选为3～10nm；所述质子化氮化碳的形貌为球形，粒径优选为2～40nm。本专利技术提供了上述技术方案所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的的制备方法，包括以下步骤：在搅拌条件下，将质子化氮化碳分散液滴加到卤铅铯量子点分散液中，质子化氮化碳与卤铅铯量子点发生自组装，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料。在本专利技术中，所述质子化氮化碳分散液中溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，所述质子化氮化碳分散液中质子化氮化碳的浓度优选为8～12mg/mL，更优选为10mg/mL。本专利技术对于所述质子化氮化碳分散液的配制方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的配制方法即可；在本专利技术的实施例中，具体是将质子化氮化碳与N,N-二甲基甲酰胺进行超声混合，得到质子化氮化碳分散液。本专利技术对于所述质子化氮化碳的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法制备得到即可；在本专利技术中，所述质子化氮化碳的制备方法，优选包括以下步骤：在氮气保护中，将尿素以4～6℃/min的升温速率由室温升温至500～600℃，保温进行热处理1.5～2.5h；完成所述热处理后，自然冷却至室温后研磨，得到氮化碳(g-C3N4)；将所述氮化碳与HBr溶液混合后超声进行质子化处理8～12h，其中，所述HBr溶液的质量浓度为45～50％，所述氮化碳和HBr溶液的用量比为0.01g：(1.5～2.5)mL；完成所述质子化处理后，将所得体系以6000～7000r/min的转速进行离心分离5～15min，将所得上清液在75～85℃条件下油浴蒸干，然后将所得剩余物在45～55℃条件下真空干燥10～15h，得到质子化氮化碳(为淡黄色粉末)。在本专利技术中，所述卤铅铯量子点分散液的制备方法，优选包括以下步骤：将CsCO3、十八烯与油酸混合后进行热处理，得到油酸铯溶液；将PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺混合，然后向所得体系中加入所述油酸铯溶液，得到CsPbBr3储备液；将所述CsPbBr3储备液加入到甲苯中，然后向所得体系中加入碘离子交换剂，得到卤铅铯量子点分散液。本专利技术将CsCO3、十八烯(ODE)与油酸(O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卤铅铯钙钛矿荧光材料，由包括质子化氮化碳和卤铅铯量子点的制备原料自组装而成；所述卤铅铯量子点的化学组成为CsPbX3，所述X包括Br和I。

【技术特征摘要】
1.一种卤铅铯钙钛矿荧光材料，由包括质子化氮化碳和卤铅铯量子点的制备原料自组装而成；所述卤铅铯量子点的化学组成为CsPbX3，所述X包括Br和I。2.根据权利要求1所述的卤铅铯钙钛矿荧光材料，其特征在于，所述质子化氮化碳的质量与卤铅铯量子点中铅的质量比为(5～30)：100。3.根据权利要求1所述的卤铅铯钙钛矿荧光材料，其特征在于，所述卤铅铯量子点中Br和I的摩尔比为(1～9)：(1～9)。4.根据权利要求1所述的卤铅铯钙钛矿荧光材料，其特征在于，所述卤铅铯量子点的粒径为3～10nm；所述质子化氮化碳的粒径为2～40nm。5.根据权利要求1～4任一项所述的卤铅铯钙钛矿荧光材料，其特征在于，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的形貌为纳米片，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的尺寸为20～50nm。6.权利要求1～5任一项所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的制备方法，包括以下步骤：在搅拌条件下，将质子化氮化碳分散液滴加到卤铅铯量子点分散液中，质子化氮化碳与卤铅铯量子点发生自...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞起，辛友伶，金鹏，马秋霞，王桑妮，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45