一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料及其制备方法与应用。所述钙钛矿纳米材料为2价锰离子掺杂的Cs

【技术实现步骤摘要】
一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及纳米材料领域，尤其涉及一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料及其制备方法与应用。
技术介绍
近红外吸收材料是指材料的吸收光谱的范围位于近红外区域，可以吸收光子，用于能量转换功能。由于Cs2PdBr6光学带隙比较窄，粒径尺寸可控，空气中稳定，非常适合作为近红外吸收材料。但是Cs2PdBr6纳米颗粒在近红外区域吸收范围小。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料及其制备方法与应用，旨在解决现有Cs2PdBr6纳米颗粒在近红外区域吸收范围小的问题。本专利技术的技术方案如下：一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料，其中，所述钙钛矿纳米材料为2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料，其中X为Br、I、SCN或者它们的组合。进一步地，所述钙钛矿纳米材料为2价锰离子掺杂的Cs2PdBr6纳米材料。一种本专利技术所述的近红外吸收的钙钛矿纳米材料的制备方法，其中，包括步骤：首先将CsX、PdX2和MnX2溶于HX水溶液中，加热搅拌形成前驱体溶液；然后升温至120℃后，向所述前驱体溶液中加入氧化试剂进行氧化反应；接着进行冷却，加入反溶剂和去离子水进行离心，干燥，得到2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料；最后将所述2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料转变为2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料；其中X为Br、I、SCN或者它们的组合。进一步地，所述CsX与PdX2的摩尔比为2：1。进一步地，所述加热搅拌的温度为80-85℃，所述加热搅拌的时间为5-10min。进一步地，所述氧化试剂为二甲基亚砜、过氧甲酸、过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮和过氧化环己酮中的一种或多种。进一步地，所述氧化试剂的用量为HX水溶液体积的10％。进一步地，所述反溶剂为甲苯、丙酸、四氯化碳、乙酸乙酯、二乙醚、丁醇和氯仿中的一种或多种。进一步地，所述加入反溶剂和去离子水进行离心，干燥的步骤中，所述干燥具体为在70℃下干燥12小时。进一步地，所述将所述2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料转变为2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料的步骤，包括：将所述2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料分散于第一溶剂中，得到2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料溶液，将所述2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料溶液加入到第二溶剂中，经离心、干燥，得到2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料；所述第一溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、过氧甲酸、过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮和过氧化环己酮中的一种或多种；所述第二溶剂为丙酸、异丁醇、乙酸乙酯、甲苯、四氯化碳、二乙醚和氯仿中的一种或多种。一种本专利技术所述的近红外吸收的钙钛矿纳米材料在太阳能电池、光电探测、记忆存储、医学药物检测中的应用。有益效果：本专利技术提供了一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料及其制备方法与应用，通过采用简单连贯的反溶剂法首次合成2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料，利用Mn2+对Cs2PdX6进行掺杂来扩大其在近红外区域的吸收范围。该方法操作简单，耗时少，制得的2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料在近红外区域有着显著的吸收。并且2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料具有优良的稳定性，带隙可调谐性以及粒径尺寸可控性。该钙钛矿纳米材料在太阳能电池、光电探测、记忆存储、医学药物检测等方面具有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例1中Cs2PdBr6和Cs2PdBr6:Mn2+(2价锰离子掺杂的Cs2PdBr6)钙钛矿纳米颗粒的XRD图；图2为本专利技术实施例1中Cs2PdBr6:Mn2+钙钛矿纳米颗粒的XPS图；图3为本专利技术实施例1中Cs2PdBr6:Mn2+钙钛矿纳米颗粒的TEM图；图4为本专利技术实施例1中Cs2PdBr6:Mn2+钙钛矿纳米颗粒的吸收光谱图。具体实施方式本专利技术提供一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料及其制备方法与应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术人研究发现，Cs2PdX6的晶格中空位缺陷较多，因此可以采用其他类似的离子进行掺杂来达到所需的需求。具体地，本专利技术实施例提供一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料，其中，所述钙钛矿纳米材料为2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料，其中X为Br、I、SCN或者它们的组合。在一种实施方式中，所述钙钛矿纳米材料为2价锰离子掺杂的Cs2PdBr6纳米材料。本专利技术实施例2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料在近红外区域有着显著的吸收。并且2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料具有优良的稳定性，带隙可调谐性以及粒径尺寸可控性。该纳米材料在光电探测、太阳能电池、记忆存储、医学药物检测等方面具有广阔的应用前景。在一种实施方式中，2价锰离子与Cs2PdX6的摩尔比为0～0.5，且摩尔比不取0，在这个范围下可以更加充分利用原料，节约成本，并且产品更加稳定，性能更加优越。本专利技术实施例提供一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料的制备方法，其中，包括步骤：S10、首先将CsX、PdX2和MnX2溶于HX水溶液中，加热搅拌形成前驱体溶液；S20、然后升温至120℃后，向所述前驱体溶液中加入氧化试剂进行氧化反应；S30、接着进行冷却，加入反溶剂和去离子水进行离心，干燥，得到2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料；S40、最后将所述2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料转变为2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料；其中X为Br、I、SCN或者它们的组合。本专利技术实施例采用一种简单连贯的反溶剂法制备掺杂的钙钛矿微米材料，具体将原料和掺杂剂在高温下充分溶解混合形成前驱体溶液，并注入氧化试剂使原料发生氧化反应得到掺杂的钙钛矿微米材料，最后用反溶剂处理，将掺杂的钙钛矿微米材料溶液与反溶剂迅速混合，迅速形成的浓度差使得掺杂的钙钛矿微米材料瞬间析出，得到掺杂的钙钛矿微米材料。最后将所述掺杂的钙钛矿微米材料转变为掺杂的钙钛矿纳米材料。本专利技术实施例通过采用简单连贯的反溶剂法首次合成2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料，利用Mn2+对Cs2PdX6进行掺杂来扩大其在近红外区域的吸收范围。该方法操作简单，耗时少，制得的2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料在近红外区域有着显著的吸收。并且2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料具有优良的稳定性，带隙可调谐性以及粒径尺寸可控性。该纳米材料在光电探测、太阳能电池、记忆存储、医学药物检测等方面具有广阔的应用前景。步骤S10中，在一种实施方式中，所述CsX与PdX2的摩尔比为2：1。在一种实施方式中，所述加热搅拌的温度为80-85℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料，其特征在于，所述钙钛矿纳米材料为2价锰离子掺杂的Cs

【技术特征摘要】
1.一种近红外吸收的钙钛矿纳米材料，其特征在于，所述钙钛矿纳米材料为2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料，其中X为Br、I、SCN或者它们的组合。


2.根据权利要求1所述的近红外吸收的钙钛矿纳米材料，其特征在于，所述钙钛矿纳米材料为2价锰离子掺杂的Cs2PdBr6纳米材料。


3.一种权利要求1-2任一项所述的近红外吸收的钙钛矿纳米材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
首先将CsX、PdX2和MnX2溶于HX水溶液中，加热搅拌形成前驱体溶液；
然后升温至120℃后，向所述前驱体溶液中加入氧化试剂进行氧化反应；
接着进行冷却，加入反溶剂和去离子水进行离心，干燥，得到2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料；
最后将所述2价锰离子掺杂的Cs2PdX6微米材料转变为2价锰离子掺杂的Cs2PdX6纳米材料；其中X为Br、I、SCN或者它们的组合。


4.根据权利要求3所述的近红外吸收的钙钛矿纳米材料的制备方法，其特征在于，所述CsX与PdX2的摩尔比为2：1。


5.根据权利要求3所述的近红外吸收的钙钛矿纳米材料的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌的温度为80-85℃，所述加热搅拌的时间为5-10min。


6.根据权利要求3所述的近红外吸收的钙钛矿纳米材料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟鸿，刘铭，陈经伟，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44