一种多级手性发光增强复合材料及其制备方法技术

一种全无机钙钛矿量子点包覆银纳米棒复合二氧化硅和半胱氨酸的多级手性发光增强复合材料及其制备方法，属于手性发光材料制备技术领域。其是通过多元醇反应得到一维银纳米棒，然后通过TEOS与APTES水解得到AgNR@SiO

A multi-level chiral light-emitting composite and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种多级手性发光增强复合材料及其制备方法
本专利技术属于手性发光材料制备
，具体涉及一种钙钛矿量子点包覆银纳米棒复合二氧化硅和半胱氨酸的多级手性发光增强复合材料(AgNR@SiO2@L-cys@QDs)及其制备方法。
技术介绍
手性是无对称中心、对称面及反轴结构所具有的本质属性，它广泛存在于自然界中。这种性质不仅在非线性光学、自旋电子学等领域具有广泛的应用，而且与生物和药物科学密切相关。在过去的几十年中，与手性有机分子相比，手性无机纳米材料由于其优异的光学性质及化学性质而引起了相当大的关注，并在显示、照明等领域中显现出巨大潜力。其中，手性钙钛矿因其独特的物理和化学性质引起了研究者们广泛的研究。例如，华中科技大学Tang课题组成功地合成手性(R-和S-α-PEA)PbI3钙钛矿并应用于圆偏振光的检测(NatCommun.2019,10,1927)，因为它们可以结合手性有机物诱导的圆偏振光敏感吸收和无机骨架的有效电荷传输。南开大学Xu课题组制备出了用于研究二阶非线性光学手性卤化铅钙钛矿纳米线，该材料展现了高效率的二次谐波产生(SHG)，高极化率和手性非线性光学效应。(NanoLett.2018,18,5411-5417)。上述研究结果充分展示了手性钙钛矿材料的诱人前景。但是，一般情况下纳米钙钛矿材料的量子效率较低，且在无手性胺参与下不易生成手性结构。因此，将钙钛矿纳米粒子与贵金属纳米棒结合起来不仅能增强发光效率，还能利用纳米棒的手性排列制备出具有多级手性结构发光材料。
技术实现思路
r>本专利技术的目的在于提供一种钙钛矿量子点包覆银纳米棒复合二氧化硅和半胱氨酸的多级手性发光增强复合材料(AgNR@SiO2@L-cys@QDs)及其制备方法。AgNR代表银纳米棒，SiO2为二氧化硅，L-cys代表L-半胱氨酸，QDs代表钙钛矿量子点。本专利技术以硝酸银、乙二醇、正硅酸乙酯(TEOS)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、氨水、L-半胱氨酸、十八烯、油酸、油胺、卤化铅、溴化锰、溴化锌、碳酸铯等为原料，通过多元醇还原反应得到一维银纳米棒，然后通过TEOS与APTES水解得到AgNR@SiO2，接着在室温下通过与半胱氨酸溶液搅拌得到AgNR@SiO2@L-cys复合物，最后该复合物通过与热注入方法制备的钙钛矿量子点(QDs)复合，制备出具有多级纳米结构的AgNR@SiO2@L-cys@QDs手性发光增强复合材料。其中，银纳米棒的直径为75～85纳米，长度为8～11微米，包覆的二氧化硅层和半胱氨酸层的厚度为1.5～3纳米，合成的复合材料具有棒状形貌，钙钛矿量子点在表面均匀分布。本专利技术所述的一种多级手性发光增强复合材料(AgNR@SiO2@L-cys@QDs)的制备方法，其步骤如下：a)在乙二醇中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、硝酸银、三氯化铁，溶解后放入油浴中加热，离心洗涤后得到银纳米棒(AgNR)，然后分散在去离子水中，得到银纳米棒(AgNR)溶液；b)将步骤a)得到的银纳米棒(AgNR)溶液分散在异丙醇中，然后将TEOS和APTES加入到上述溶液中，搅拌均匀后再加入氨水溶液，反应粗产物离心洗涤后分散在去离子水中，得到二氧化硅包覆的银纳米棒(AgNR@SiO2)溶液；c)将步骤b)得到的二氧化硅包覆的银纳米棒(AgNR@SiO2)溶液和去离子水混合后，再将半胱氨酸溶液加入其中，混合搅拌，离心干燥后得到半胱氨酸与二氧化硅包覆银纳米棒的复合材料(AgNR@SiO2@L-cys)；d)将碳酸铯与油酸加入到十八烯中，在氮气气氛下，加热反应得到油酸铯前驱体；e)将金属卤化物(卤化铅、溴化锰或溴化锌)加入到十八烯中，然后加入油酸和油胺，在高温及氮气气氛下充分搅拌，待溶解后加入步骤d)制备的油酸铯前驱体，反应后立即放入冰水浴中冷却，粗产品经离心洗涤后分散在正己烷中，得到钙钛矿量子点(QDs)；f)将步骤c)得到的半胱氨酸与二氧化硅包覆银纳米棒的复合材料(AgNR@SiO2@L-cys)的正己烷溶液与步骤e)得到的钙钛矿量子点(QDs)混合搅拌，得到本专利技术所述的多级手性发光增强复合材料(AgNR@SiO2@L-cys@QDs)。步骤a)是在20～30mL乙二醇中加入0.15～0.30克PVP，搅拌溶解后加入0.2～0.4克硝酸银，搅拌溶解后加入2.5～5.0克(浓度400～800毫摩/升)的三氯化铁的乙二醇溶液，搅拌均匀后转移到油浴锅中，在120～140℃条件下搅拌4～8小时；粗产物离心洗涤后分散在10～20毫升去离子水中，得到银纳米棒(AgNR)水溶液；步骤b)是将2～4mL银纳米棒水溶液加入到10～30mL异丙醇中，然后加入5～20微升TEOS和5～10微升APTES，搅拌均匀后加入1～2mL氨水溶液，在室温下搅拌反应2～4h；粗产物离心洗涤后分散在10～20mL去离子水中，得到二氧化硅包覆的银纳米棒(AgNR@SiO2)水溶液；步骤c)是将10～20mLAgNR@SiO2水溶液加入到15～25mL去离子水中，随后加入5～15mL、1～5mM的L-cys水溶液，室温下搅拌6～24小时；粗产物离心洗涤干燥后得到半胱氨酸与二氧化硅包覆银纳米棒的固体复合材料(AgNR@SiO2@L-cys)；步骤d)是将0.4～1g碳酸铯和1～3mL油酸加入到20～40mL十八烯中，在氮气气氛下100～120℃搅拌10～30分钟，随后升温至140～160℃使油酸与碳酸铯反应完全，得到油酸铯前驱体；步骤e)是将0.1～0.4g金属卤化物(卤化铅、溴化锰、溴化锌中的一种或两种)加入到10～30mL十八烯中，100～120℃氮气气氛下搅拌0.2～1小时，随后加入1～3mL油胺和1～3mL油酸，升温至140～160℃，直至固体完全溶解。随后，将1～2mL油酸铯前驱体快速加入到上述溶液中，反应5～10s后立即放入冰水中冷却，粗产品经过离心洗涤后分散在20～40mL正己烷中，得到钙钛矿量子点(QDs)溶液；步骤f)是将半胱氨酸与二氧化硅包覆银纳米棒的固体复合材料(AgNR@SiO2@L-cys)加入到20～40mL正己烷中，再加入5～10mL钙钛矿量子点(QDs)溶液，搅拌6～24h后得到多级手性发光增强复合材料(AgNR@SiO2@L-cys@QDs)。本专利技术提供的一种具有多级手性发光增强复合材料(AgNR@SiO2@L-cys@QDs)的制备方法，具有制备成本低，方法简单，容易操作，生产过程可靠，重复性好，产量大等特点。该复合材料具有显著的手性信号以及良好的发光性能。附图说明图1：实施例1制备的银纳米棒(AgNRs)的扫描电镜照片；从中可以看出银纳米棒具有均一的形貌和光滑的表面，长度大约为10微米，直径大约为80纳米；图2：实施例1制备的银纳米棒(AgNRs)的X射线衍射(XRD)谱图；从中可以看出样品所有的衍射峰都可以与银的标准卡片(JCPDSNO.04-0783)对应，并且没有不纯的相。图3：实施例1制备的一种具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级手性发光增强复合材料的制备方法，其步骤如下：/na)在乙二醇中加入聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、三氯化铁，溶解后放入油浴中加热，离心洗涤后得到银纳米棒，然后分散在去离子水中，得到银纳米棒水溶液；/nb)将步骤a)得到的银纳米棒溶液分散在异丙醇中，然后将正硅酸乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到上述溶液中，搅拌均匀后再加入氨水溶液，反应粗产物离心洗涤后分散在去离子水中，得到二氧化硅包覆的银纳米棒水溶液；/nc)将步骤b)得到的二氧化硅包覆的银纳米棒溶液和去离子水混合后，再将半胱氨酸溶液加入其中，混合搅拌，离心干燥后得到半胱氨酸与二氧化硅包覆银纳米棒的复合材料；/nd)将碳酸铯与油酸加入到十八烯中，在氮气气氛下，加热反应得到油酸铯前驱体；/ne)将卤化铅、溴化锰或溴化锌加入到十八烯中，然后加入油酸和油胺，在高温及氮气气氛下充分搅拌，待溶解后加入步骤d)制备的油酸铯前驱体，反应后立即放入冰水浴中冷却，粗产品经离心洗涤后分散在正己烷中，得到钙钛矿量子点；/nf)将步骤c)得到的半胱氨酸与二氧化硅包覆银纳米棒的复合材料的正己烷溶液与步骤e)得到的钙钛矿量子点混合搅拌，得到多级手性发光增强复合材料AgNR@SiO...

【技术特征摘要】
1.一种多级手性发光增强复合材料的制备方法，其步骤如下：
a)在乙二醇中加入聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、三氯化铁，溶解后放入油浴中加热，离心洗涤后得到银纳米棒，然后分散在去离子水中，得到银纳米棒水溶液；
b)将步骤a)得到的银纳米棒溶液分散在异丙醇中，然后将正硅酸乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到上述溶液中，搅拌均匀后再加入氨水溶液，反应粗产物离心洗涤后分散在去离子水中，得到二氧化硅包覆的银纳米棒水溶液；
c)将步骤b)得到的二氧化硅包覆的银纳米棒溶液和去离子水混合后，再将半胱氨酸溶液加入其中，混合搅拌，离心干燥后得到半胱氨酸与二氧化硅包覆银纳米棒的复合材料；
d)将碳酸铯与油酸加入到十八烯中，在氮气气氛下，加热反应得到油酸铯前驱体；
e)将卤化铅、溴化锰或溴化锌加入到十八烯中，然后加入油酸和油胺，在高温及氮气气氛下充分搅拌，待溶解后加入步骤d)制备的油酸铯前驱体，反应后立即放入冰水浴中冷却，粗产品经离心洗涤后分散在正己烷中，得到钙钛矿量子点；
f)将步骤c)得到的半胱氨酸与二氧化硅包覆银纳米棒的复合材料的正己烷溶液与步骤e)得到的钙钛矿量子点混合搅拌，得到多级手性发光增强复合材料AgNR@SiO2@L-cys@QDs，AgNR代表银纳米棒，SiO2为二氧化硅，L-cys代表半胱氨酸，QDs代表钙钛矿量子点。


2.如权利要求1所述的一种多级手性发光增强复合材料的制备方法，其特征在于：步骤a)是在20～30mL乙二醇中加入0.15～0.30克聚乙烯吡咯烷酮，搅拌溶解后加入0.2～0.4克硝酸银，搅拌溶解后加入2.5～5.0克(浓度400～800毫摩/升)的三氯化铁的乙二醇溶液，搅拌均匀后转移到油浴锅中，在120～140℃条件下搅拌4～8小时；粗产物离心洗涤后分散在10～20毫升去离子水中，得到银纳米棒水溶液。


3.如权利要求1所述的一种多级手性发光增强复合材料的制备方法，其特征在于：步骤b)是将2～4mL银纳米棒水溶液加入到10～30mL异丙醇中，然后加入5～20微升正硅酸乙酯和5～10微升3-氨丙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，李震，颜岩，赵佳奇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22