一种钙钛矿型纳米管及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种钙钛矿型纳米管及其制备方法。本发明专利技术提供的钙钛矿型纳米管的化学通式为APbB3；式中，A包括铯、甲脒或甲胺，B为卤素；所述钙钛矿型纳米管的制备包括以下步骤：将卤化铅与有机胺、羧酸、二甲基甲酰胺、长链烷基溴化铵和十八烯在加热条件下混合，得到混合溶液；所述混合溶液中有机胺的浓度为0.01～0.1mol/L；所述混合溶液中二甲基甲酰胺的浓度为0.01～0.2mol/L；将所述混合溶液与丙酮混合进行絮凝，得到纳米管基体；将所述纳米管基体与非极性有机溶剂和A的醋酸盐的乙酸溶液混合，进行离子反应得到钙钛矿型纳米管。本发明专利技术提供的制备方法操作简单，条件温和，制备的钙钛矿型纳米管纯度高，色域宽。

A perovskite type nanotube and its preparation method

The present invention provides a perovskite type nanotube and a preparation method. The chemical formula of perovskite type nanotubes provided by the invention is APbB3; A type, including cesium, formamidine or methylamine, B is halogen; the perovskite type nanotube preparation comprises the following steps: lead halide and organic amine, carboxylic acid, two methyl formamide, long chain alkyl bromide and eighteen ene mixed under the condition of heating, get mixed solution; the concentration of organic amine in the mixed solution of 0.01 ~ 0.1mol/L; concentration of the mixed solution of two methyl formamide was 0.01 ~ 0.2mol/L; the mixed solution with acetone for flocculation, get the nanotube nanotube matrix; matrix and non polarity organic solvent and A acetate acetic acid solution, ion reaction of perovskite type nanotubes. The preparation method provided by the invention has the advantages of simple operation, mild conditions, high purity of the prepared perovskite type nanotube and wide color gamut.

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿型纳米管及其制备方法
本专利技术涉及纳米材料
，特别涉及一种钙钛矿型纳米管及其制备方法。
技术介绍
纳米管由于其极高的载流子迁移率、突出的机械性能和柔性，在场发射器、能量存储、互联器以及柔性光电器件方面有着广泛的应用。尤其，具有大表体比和表面积以收集光的管状纳米管更加适合需要收集光的光电设备，例如太阳能电池和光探测器。然而目前报道的纳米管(CNTs，ZnO，TiO2，CdS等)由于其固有特征在光电应用方面受到限制。比如说，CNTs由于具有小吸收截面所以表现出低光电响应性和外量子效率。ZnO、TiO2和CdS也由于其内部缺陷和表面陷阱具有慢反应时间和小光电流。除此之外，合成过程涉及昂贵的反应仪器，催化剂以及其他高成本的制备条件，从而难以实现大规模低成本的生产合成过程。因此，专利技术一种具有极佳的光电性能的纳米管材料具有重大意义。混合卤化物钙钛矿型作为一种明星半导体具有独一无二的光电性能，比如说强光吸收、高载流子迁移率、长本证载流子扩散长度以及光致发光量子效率。除此之外，在极短时间内具有高能量转换效率和外量子效率。与钙钛矿型多晶薄膜相比，二维纳米结构具有相对较高的稳定性以及光电器件性能，这一点对于未来商业发展具有深远意义。到目前为止，各种各样的纳米结构的钙钛矿型，包括量子点、纳米线、纳米片都已经通过结合有机无机化合物基于基本钙钛矿型结构被制备出。但就目前来看，制备管状的钙钛矿型材料这一领域仍处于空白状态。而管状金属卤化物钙钛矿型纳米管不仅丰富了半导体纳米材料，而且在探索光物理性质方面十分有前景。目前主要地合成阻碍是由于离子晶体结构的快速反应导致金属卤化物钙钛矿型纳米管的生长难以控制。因此，钙钛矿型纳米管的可控生长是一个相当大的挑战。目前，已有一些方法用于合成纳米管，中国专利(201610483258.0)公布了一种钙钛矿型型镧复合氧化物纳米管的制备方法，该方法通过混合反应试剂，再马沸炉中高温焙烧再研磨制得溶胶凝胶法制备得到纳米管。然而上述方法制备周期长，且需要马弗炉高温焙烧，所需成本高，工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钙钛矿型纳米管及其制备方法。本专利技术提供的制备方法简单，无需焙烧即可制备高性能、高纯度的钙钛矿型纳米管。本专利技术提供了一种钙钛矿型纳米管的制备方法，所述钙钛矿型纳米管的化学通式为APbB3；式中，A包括铯、甲脒或甲胺，B为卤素；所述钙钛矿型纳米管的制备包括以下步骤：(1)将卤化铅与有机胺、羧酸、二甲基甲酰胺、长链烷基溴化铵和十八烯在加热条件下混合，得到混合溶液；所述混合溶液中有机胺的浓度为0.01～0.1mol/L；所述混合溶液中二甲基甲酰胺的浓度为0.01～0.2mol/L；(2)将所述步骤(1)得到的混合溶液与丙酮混合进行絮凝，得到纳米管基体；(3)将所述步骤(2)得到的纳米管基体与非极性有机溶剂和A的醋酸盐的乙酸溶液混合，进行离子反应得到钙钛矿型纳米管。优选的，所述步骤(1)混合溶液中卤化铅的浓度为0.01～0.1mol/L。优选的，所述步骤(1)混合溶液中长链烷基溴化铵的浓度为0.01～0.2mol/L。优选的，所述步骤(1)中长链烷基溴化铵包括油胺溴、十二胺溴、辛胺溴、己胺溴、丁胺溴、丙胺溴、乙胺溴、苯乙胺溴、萘甲胺溴和双十二烷基溴化铵中的一种或多种。优选的，所述步骤(1)中羧酸与有机胺的物质的量之比为1:(0.1～2)。优选的，所述步骤(1)中加热的温度为60～140℃。优选的，所述步骤(2)中丙酮与混合溶液的体积比为1:(0.5～2)。优选的，所述步骤(2)中絮凝的温度为60～140℃。优选的，所述步骤(3)中纳米管基体与A的醋酸盐的物质的量之比为1:(40～600)。本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备的钙钛矿型纳米管，所述钙钛矿型纳米管的长度为80～120μm，外径为230～270nm，内径为180～220nm。本专利技术提供了一种钙钛矿型纳米管的制备方法，所述钙钛矿型纳米管的化学通式为APbB3；式中，A包括铯、甲脒或甲胺，B为卤素；所述钙钛矿型纳米管的制备包括以下步骤：将卤化铅与有机胺、羧酸、二甲基甲酰胺、长链烷基溴化铵和十八烯在加热条件下混合，得到混合溶液；所述混合溶液中有机胺的浓度为0.01～0.1mol/L；所述混合溶液中二甲基甲酰胺的浓度为0.01～0.2mol/L；将所述混合溶液与丙酮混合进行絮凝，得到纳米管基体；将所述纳米管基体与非极性有机溶剂和A的醋酸盐的乙酸溶液混合，进行离子反应得到钙钛矿型纳米管。本专利技术在卤化铅与有机胺、羧酸、二甲基甲酰胺、长链烷基溴化铵和十八烯混合得到的微乳液系统中，通过卤化铅和长链烷基溴化铵的相互关联作用，使用羧酸和有机胺配合作为表面活性剂，二甲基甲酰胺作为助溶剂得到纳米管基体，再通过引入阳离子，无需焙烧和惰性气体保护，即可得到结晶性优良的金属卤化物钙钛矿型纳米管APbB3，A包括铯、甲脒或甲胺，B为卤素。实验结果表明，本专利技术提供的制备方法操作简单，条件温和，制备的钙钛矿型纳米管纯度高；并且，本专利技术制备的钙钛矿型纳米管尺寸均一，分散性好，结晶性优良，具有宽色域，可见光区域380nm-780nm，甚至可达到红外。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图2为本专利技术实施例1制备的钙钛矿型纳米管的TEM图；图3为本专利技术实施例2制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图4为本专利技术实施例3制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图5为本专利技术实施例4制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图6为本专利技术对比例1制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图7为本专利技术实施例5制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图8为本专利技术对比例2制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图9为本专利技术实施例6制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图10为本专利技术实施例7制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图11为本专利技术实施例8制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图12为本专利技术实施例9制备的钙钛矿型纳米管的SEM图；图13为本专利技术实施例9制备的钙钛矿型纳米管的实物图；图14为本专利技术实施例1、10和11制备的钙钛矿型纳米管的光致发光谱(PL)图。具体实施方式本专利技术提供了一种钙钛矿型纳米管的制备方法，所述钙钛矿型纳米管的化学通式为APbB3；式中，A包括铯、甲脒或甲胺，B为卤素；所述钙钛矿型纳米管的制备包括以下步骤：(1)将卤化铅与有机胺、羧酸、二甲基甲酰胺、长链烷基溴化铵和十八烯在加热条件下混合，得到混合溶液；所述混合溶液中有机胺的浓度为0.01～0.1mol/L；所述混合溶液中二甲基甲酰胺的浓度为0.01～0.2mol/L；(2)将所述步骤(1)得到的混合溶液与丙酮混合进行絮凝，得到纳米管基体；(3)将所述步骤(2)得到的纳米管基体与非极性有机溶剂和A的醋酸盐的乙酸溶液混合，进行离子反应得到钙钛矿型纳米管。在本专利技术中，所述钙钛矿型纳米管的化学通式为APbB3；式中，A包括铯、甲脒(FA)或甲胺(MA)，B为卤素，优选为氯、溴或碘。在本专利技术的实施例中，所述钙钛矿型纳米管的化学式具体为：CsPbBr3、FAPbBr3、MAPbBr3、CsPbCl3、FAPbCl3、MAPbCl3、CsPbI3、FAPbI3或MAPbI3。本专利技术将卤化铅与有机胺、羧酸、二甲基甲酰胺、长链烷基溴化铵和十本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钙钛矿型纳米管的制备方法，所述钙钛矿型纳米管的化学通式为APbB3；式中，A包括铯、甲脒或甲胺，B为卤素；所述钙钛矿型纳米管的制备包括以下步骤：(1)将卤化铅与有机胺、羧酸、二甲基甲酰胺、长链烷基溴化铵和十八烯在加热条件下混合，得到混合溶液；所述混合溶液中有机胺的浓度为0.01～0.1mol/L；所述混合溶液中二甲基甲酰胺的浓度为0.01～0.2mol/L；(2)将所述步骤(1)得到的混合溶液与丙酮混合进行絮凝，得到纳米管基体；(3)将所述步骤(2)得到的纳米管基体与非极性有机溶剂和A的醋酸盐的乙酸溶液混合，进行离子反应得到钙钛矿型纳米管。

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿型纳米管的制备方法，所述钙钛矿型纳米管的化学通式为APbB3；式中，A包括铯、甲脒或甲胺，B为卤素；所述钙钛矿型纳米管的制备包括以下步骤：(1)将卤化铅与有机胺、羧酸、二甲基甲酰胺、长链烷基溴化铵和十八烯在加热条件下混合，得到混合溶液；所述混合溶液中有机胺的浓度为0.01～0.1mol/L；所述混合溶液中二甲基甲酰胺的浓度为0.01～0.2mol/L；(2)将所述步骤(1)得到的混合溶液与丙酮混合进行絮凝，得到纳米管基体；(3)将所述步骤(2)得到的纳米管基体与非极性有机溶剂和A的醋酸盐的乙酸溶液混合，进行离子反应得到钙钛矿型纳米管。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)混合溶液中卤化铅的浓度为0.01～0.1mol/L。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)混合溶液中长链烷基溴化铵的浓度为0.01～0.2mol/L。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋继中，李金航，许蕾梦，李建海，方涛，薛洁，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32