一种稳定无铅低带隙的全无机钙钛矿A2PdX6纳米晶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稳定无铅低带隙的全无机钙钛矿A2PdX6(A＝Cs,Rb,K或多种混合；X＝Cl,Br,I或其多种混合)纳米晶的制备方法。本发明专利技术以A2PdX6微米晶作为前驱体材料，然后利用快速的反溶剂法合成纳米晶。主要合成过程为：首先用溶液法或固相法合成出A2PdX6微米晶；然后将所得的A2PdX6微米晶在加热条件下溶解在强极性溶剂中得到澄清透明的前驱液；待上述前驱液冷却至室温后，在搅拌条件下将一定量的前驱液迅速加入到反溶剂中，迅速生成颗粒尺寸为3nm左右的A2PdX6纳米晶胶体溶液。本发明专利技术的合成方法快速、简单、常温下操作、重现性好、环境友好；同时所得产物尺寸均一、分散性好、稳定性高且具有优良的光电响应；可用于光或光电催化、光探测器、太阳能电池等领域。

A stable lead-free low bandgap all inorganic perovskite A2PdX6 nanocrystal and its preparation method

The invention discloses a preparation method of all-inorganic perovskite A2PdX6 (A=Cs, Rb, K or various mixtures; X=Cl, Br, I or various mixtures) nanocrystals with stable lead-free and low band gap. The invention takes A2PdX6 micron crystal as precursor material, and then synthesizes nanocrystals by rapid antisolvent method. The main synthesis processes are as follows: firstly, A2PdX6 micron crystals are synthesized by solution method or solid phase method; secondly, the obtained A2PdX6 micron crystals are dissolved in strong polar solvents under heating conditions to obtain clear and transparent precursors; after the precursors are cooled to room temperature, a certain amount of precursors are rapidly added to the antisolvent under stirring conditions. The A2PdX6 nanocrystalline colloid solution with particle size of about 3nm was rapidly generated. The synthesis method of the invention is fast, simple, operated at room temperature, has good reproducibility, and is environmentally friendly; at the same time, the product obtained has uniform size, good dispersion, high stability and excellent photoelectric response; and can be used in the fields of light or photoelectric catalysis, photodetectors, solar cells, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种稳定无铅低带隙的全无机钙钛矿A2PdX6纳米晶及其制备方法
本专利技术属于新型纳米材料的制备领域，具体涉及一种结构为A2PdX6的无铅钙钛矿纳米晶材料及其制备方法与应用。
技术介绍
近4年以来，以有机-无机组分的卤化铅甲胺(CH3NH2PbX3)和全无机组分的卤化铅铯(CsPbX3)为代表的钙钛矿纳米晶材料，由于其具备可调的带隙值、可见光吸收截面大、载流子迁移率高、载流子扩散程长以及简易方便的溶液相制备过程，受到了广泛的关注。同时，它们在太阳能电池，光探测器，光(光电)催化等诸多领域均表现出了潜在的应用前景。然而，材料的稳定性及金属Pb元素的毒性引起的环境污染等问题限制了这类钙钛矿纳米晶材料在未来的大规模工业化应用。与有机-无机组分的卤化铅甲胺纳米晶材料相比，全无机组分的卤化铅铯纳米晶在高湿度、光照、高温等条件下的稳定性明显得到提升，但是Pb的毒性问题始终未得到解决。因此，利用非Pb元素如Sn,Ge,Bi,Sb等完全替换有毒的Pb，合成低毒或无毒的、稳定的全无机钙钛矿纳米晶材料成为当今研究的热点。据报道，利用与Pb2+具有相似电子结构的Sn2+或Ge2+通过同价取代Pb2+后，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稳定无铅低带隙的全无机钙钛矿A2PdX6纳米晶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)将卤化物金属盐AX，PdX2及氢卤酸(HX)同时混合，然后于低温下加热搅拌；待卤化物金属盐全部溶解后，将体系温度进一步升高；2)配制DMSO‑HX混合溶液作为氧化剂，然后将配制好的氧化剂迅速加入到步骤1)的溶液中，快速反应后将所得产物进行过滤洗涤；进一步将洗涤后的产物在烘箱中烘干，最终得到A2PdX6微米晶；3)将步骤2)中的A2PdX6微米晶在加热条件下溶解在强极性的有机溶剂中，得到澄清透明的前驱体溶液；待前驱液冷却至室温后，取前驱液迅速加入到适量的有机反溶剂中，立即生成大量A2PdX6纳米晶；4...

【技术特征摘要】
1.一种稳定无铅低带隙的全无机钙钛矿A2PdX6纳米晶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)将卤化物金属盐AX，PdX2及氢卤酸(HX)同时混合，然后于低温下加热搅拌；待卤化物金属盐全部溶解后，将体系温度进一步升高；2)配制DMSO-HX混合溶液作为氧化剂，然后将配制好的氧化剂迅速加入到步骤1)的溶液中，快速反应后将所得产物进行过滤洗涤；进一步将洗涤后的产物在烘箱中烘干，最终得到A2PdX6微米晶；3)将步骤2)中的A2PdX6微米晶在加热条件下溶解在强极性的有机溶剂中，得到澄清透明的前驱体溶液；待前驱液冷却至室温后，取前驱液迅速加入到适量的有机反溶剂中，立即生成大量A2PdX6纳米晶；4)将步骤3)中所得的某种单一卤素的A2PdX6纳米晶与另一种卤化物溶液混合，可以实现不同卤素之间发生离子交换反应；随着反应时间的不同，可得到混合卤素或新的单一卤素的A2PdX6纳米晶材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述A2PdX6型钙钛矿中A为Cs、Rb、K等一价阳离子中的一种或多种混合；X为Cl、Br、I中的一种或多种混合。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述金属卤化物前驱体AX、PdX2的投入摩尔比为2：(0.1-4)，优选为2：1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述DMSO-HX混合溶液中DMSO所占的体积比例为2％-50％，优选为10％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述反溶剂为相对极性<5.0的不同种...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡代彬，周磊，黄增光，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44