一种无铅铯铜氯纳米晶的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术涉及一种无铅铯铜氯纳米晶的制备方法及其产品和应用，属于纳米材料合成及应用领域。本发明专利技术在不改变制备原料的前提下，在热注入过程中，通过改变向含有Cu

【技术实现步骤摘要】
一种无铅铯铜氯纳米晶的制备方法及其产品和应用
本专利技术属于钙钛矿材料制备领域，具体涉及一种无铅铯铜氯纳米晶的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
对于目前研究较多的无机CsPbX3(X＝Cl,Br,I)型钙钛矿材料而言，由于其中含有有毒并且污染环境的铅元素(Pb)，严重阻碍了CsPbX3类材料的应用和发展。因此利用无毒的材料替换Pb元素成为了目前解决上述困境最好的方法之一。相关人员已经利用无毒的元素制备出例如CsSnX3、CsAgBiX3和Cs3Bi2X9(X＝Cl,Br,I)等无铅的纳米晶，但这些材料都存在着稳定性差和光学性能低等问题。铜(Cu)元素以其无毒、稳定性好、储量丰富、价格低廉等优势，成为了目前Pb元素的最佳替代元素。迄今为止，CsCu2I3,Cs3Cu2Br5-xIx,CsCuBr2和Cs2CuBr4等纳米晶已经被报道，但是在这些材料中依然存在着光致发光效率(PLQY)较低的问题，如光致发光效率最高的Cs3Cu2I5和Cs3Cu2Br5材料的效率也仅有67％和18.3％左右，并且发光也仅仅在蓝紫光(400～470nm)范围，导致利用Cu元素替代Pb元素制备的钙钛矿材料无法与含铅CsPbX3(X＝Cl,Br,I)纳米材料的性质相媲美的。因此需要进一步研究能够提高Cu元素替代Pb元素制备的钙钛矿材料光致发光效率的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种无铅铯铜氯纳米晶的制备方法；本专利技术的目的之二在于提供一种无铅铯铜氯纳米晶；本专利技术的目的之三在于提供一种无铅铯铜氯纳米晶在制备LED器件方面的应用；本专利技术的目的之四在于提供一种含有无铅铯铜氯纳米晶的LED器件；本专利技术的目的之五在于提供一种含有无铅铯铜氯纳米晶的LED器件的制备方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1.一种无铅铯铜氯纳米晶的制备方法，所述无铅铯铜氯纳米晶包括CsCu2Cl3纳米晶和Cs3Cu2Cl5纳米晶；(1)用氯化亚铜(CuCl)作为铜源，将CuCl溶解于十八烯(ODE)中，在氮气气氛下除气；(2)将步骤(1)中除气后的混合物加热至120℃后加入油酸(OA)和油胺(OAm)，使CuCl固体溶解得到含有Cu+和Cl-两种离子的溶液；(3)将步骤(2)中的含有Cu+和Cl-两种离子的溶液在120℃下保温3～5min，注入Cs-OA(油酸)前驱体，搅拌反应30s后立即放入冰浴中冷却，经过离心分散后处理后得到Cs3Cu2Cl5纳米晶，将步骤(2)中的含有Cu+和Cl-两种离子的溶液降温至70℃后保温3～5min，注入Cs-OA(油酸铯)前驱体，搅拌反应30s后立即放入冰浴中冷却，经过离心分散后处理后得到CsCu2Cl3纳米晶；(4)将Cs3Cu2Cl5纳米晶与CsCu2Cl3纳米晶混合即可得到一种无铅铯铜氯纳米晶。优选的，所述Cs-OA(油酸)前驱体按照如下方法制备：将Cs2CO3和的油酸(OA)溶于十八烯(ODE)中，氮气条件下除气后加热制备得到无色的油酸铯(Cs-OA)前驱体。优选的，所述Cs2CO3、油酸和十八烯的质量体积比为204:0.63:10，mg:mL:mL。优选的，步骤(1)中所述CuCl与十八烯的质量体积比为39.6:10，mg:mL。优选的，制备Cs3Cu2Cl5纳米晶过程中所述Cs-OA(油酸铯)前驱体中的Cs与含有Cu+和Cl-两种离子的溶液中的Cu+的摩尔比为3:2。优选的，制备CsCu2Cl3纳米晶过程中所述Cs-OA(油酸铯)前驱体中的Cs与含有Cu+和Cl-两种离子的溶液中的Cu+的摩尔比为1:2。优选的，步骤(3)中所述离心分散的具体过程为：首先以10000rpm以上的速度离心6min，取下层沉淀；然后将所述下层沉淀溶于甲苯中并振荡，以使其充分分散得到分散液；最后将所示分散液以3000rpm的速度离心5min，取上层清液，再以11000rpm的速度离心5min。2.根据上述制备方法制备得到的无铅铯铜氯纳米晶。优选的，所述无铅铯铜氯纳米晶中包括CsCu2Cl3纳米晶和Cs3Cu2Cl5纳米晶，所述CsCu2Cl3纳米晶和Cs3Cu2Cl5纳米晶的摩尔比为3:2。3.上述无铅铯铜氯纳米晶在制备LED器件中的应用。4.一种LED器件，所述器件中含有上述无铅铯铜氯纳米晶。5.上述一种LED器件的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将红色荧光粉分散在A/B胶后滴到紫外芯片上，固化得到固化芯片；(2)将上述无铅铯铜氯纳米晶分散于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/甲苯溶液后滴涂于步骤(1)所述固化芯片上，烘干即可。优选的，所述红色荧光粉与A/B胶混合的质量比为1:50。优选的，所述A/B胶中A胶和B胶的质量比为1:4。优选的，所述固化具体为在90℃下保温1h。优选的，所述甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/甲苯溶液中甲基丙烯酸甲酯与甲苯的质量体积比为10:1，mg:mL。优选的，所述烘干的温度为50℃。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术公开了一种无铅铯铜氯纳米晶的制备方法，具体为在不改变制备原料的前提下，在热注入过程中，通过改变向含有Cu+和Cl-两种离子的溶液中加入Cs-OA(油酸)前驱体时的温度，制备得到同时含有CsCu2Cl3纳米晶和Cs3Cu2Cl5纳米晶的无铅铯铜氯纳米晶，在紫外激发下能够分别发蓝色和绿色的光，能够提高光致发光量子产率(PLQY)，从而解决了现有技术中由于Cu元素取代Pb元素而导致的纳米晶材料光致发光效率(PLQY)较低、仅在蓝紫光(400～470nm)范围发光的问题。2、本专利技术制备的无铅铯铜氯纳米晶，利用两种纳米晶的发光光谱较宽的优势能够用于制备暖白光LED器件，制备的暖白光LED器件具有发光显色指数(CRI)高和色温(CCT)适宜等优势；同时器件的稳定性好，可以在工业生产中大规模推广使用，在无铅纳米晶及其暖白光照明方面有着潜在的应用价值。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为实施例1中制备的Cs3Cu2Cl5纳米晶与CsCu2Cl3纳米晶的XRD图；图2为实施例1中制备的Cs3Cu2Cl5纳米晶与CsCu2Cl3纳米晶的透射电子显微镜(TEM)测试结果；图3为实施例1中制备的Cs3Cu2Cl5纳米晶与CsCu2Cl3纳米晶的高分辨X射线光电子能谱(HRXPS)结果；图4为CsCu2Cl3和Cs3Cu2Cl5两种纳米晶的分子结构示意图；图5为CsCu2Cl3和Cs3Cu2Cl5两种纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无铅铯铜氯纳米晶的制备方法，其特征在于，所述无铅铯铜氯纳米晶包括CsCu

【技术特征摘要】
1.一种无铅铯铜氯纳米晶的制备方法，其特征在于，所述无铅铯铜氯纳米晶包括CsCu2Cl3纳米晶和Cs3Cu2Cl5纳米晶；
(1)用氯化亚铜作为铜源，将CuCl溶解于十八烯中，在氮气气氛下除气；
(2)将步骤(1)中除气后的混合物加热至120℃后加入油酸和油胺，使CuCl固体溶解得到含有Cu+和Cl-两种离子的溶液；
(3)将步骤(2)中的含有Cu+和Cl-两种离子的溶液在120℃下保温3～5min，注入Cs-OA前驱体，搅拌反应30s后立即放入冰浴中冷却，经过离心分散后处理后得到Cs3Cu2Cl5纳米晶，
将步骤(2)中的含有Cu+和Cl-两种离子的溶液降温至70℃后保温3～5min，注入Cs-OA前驱体，搅拌反应30s后立即放入冰浴中冷却，经过离心分散后处理后得到CsCu2Cl3纳米晶；
(4)将Cs3Cu2Cl5纳米晶与CsCu2Cl3纳米晶混合即可得到一种无铅铯铜氯纳米晶。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Cs-OA前驱体按照如下方法制备：将Cs2CO3和的油酸溶于十八烯中，氮气条件下除气后加热制备得到无色的油酸铯前驱体；所述Cs2CO3、油酸和十八烯的质量体积比为204:0.63:10，mg:mL:mL。


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CuCl与十八烯的质量体积比为39.6:10，mg:mL。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备Cs3Cu2Cl5纳米晶过程中所述Cs-OA前驱体中的Cs与含有C...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧志刚，赵双易，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50