一种提高钙钛矿稳定性的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用金属有机框架封装钙钛矿来提高钙钛矿稳定性的方法，属于有机无机杂化领域。本发明专利技术利用介孔晶体材料MOF‑74的高稳定性和多孔性能，将钙钛矿前驱体吸附到介孔内部，使钙钛矿前驱体在介孔内结晶形核，形成CH

【技术实现步骤摘要】
一种提高钙钛矿稳定性的方法
本专利技术涉及一种提高钙钛矿稳定性的方法，利用金属有机框架封装钙钛矿来提高钙钛矿稳定性，属于有机无机杂化材料

技术介绍
有机卤化物钙钛矿是一种性能优良的光电材料，与其他的半导体材料相比，钙钛矿材料具有高量子产率、组成可调发射波长和短辐照寿命的特性，且制备工艺简单。近些年来，有机-无机杂化钙钛矿材料快速发展，已成为最有潜力的光伏材料，这些优点使钙钛矿不仅是理想的太阳能电池材料，在发光二极管、激光和光探测器等其他光电领域也被广泛应用。但是钙钛矿材料在大气环境下不稳定，易分解。已有报道研究如何提高钙钛矿稳定性的方法，比如利用不同尺寸的原料来制备钙钛矿以提高其稳定性(郑海英.新型高稳定钙钛矿材料的研究[D].中国科学技术大学,2019.)、制备全无机钙钛矿量子点以提高其稳定性(王恩胜，余丽萍,廉世勋,周文理.全无机钙钛矿量子点的研究进展[J].材料导报,2019,33(05):777-783.)等等。材料的稳定性有利于其在各方面的应用，因此如何能够有效提高钙钛矿材料的稳定性成为了人们当前研究钙钛矿材料的重点和一大挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服
技术介绍
中的不足，提供一种提高钙钛矿稳定性的方法，能够保持发光特性的同时，提高钙钛矿的稳定性。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种提高钙钛矿稳定性的方法，包括如下步骤：步骤a：将Zn(OAc)2·2H2O，PbBr2粉末和2，5-二羟基对苯二甲酸按照56:15:2的物质的量之比，分别溶解于有机溶剂一，得到合成钙钛矿MOF的前驱体溶液；步骤b：将前驱体溶液转移至高压釜中，混合后115℃~125℃下加热10-15h，控制加热反应后的混合物缓慢冷却至25℃±5℃范围内。步骤c：将步骤b得到的冷却后混合物过滤，收集沉淀；步骤d：将步骤c收集到的沉淀用有机溶剂一洗涤，浸入有机溶剂二10-15h，再经活化得到PbBr2@MOF-74；步骤e：将步骤d得到的PbBr2@MOF-74分散在CH3NH3Br的溶液中至少10分钟，得到CH3NH3PbBr3@MOF-74复合材料。进一步的，所述步骤a中还包括对前驱体溶液进行10-15分钟的超声处理，确保溶解。进一步的，所述有机溶剂一为DMF，有机溶剂二为CH2Cl2。进一步的，所述步骤b中的高压釜为50ml规格的聚四氟乙烯内衬不锈钢材料。进一步的，所述步骤b中加热反应后的混合物缓慢冷却速率不高于5℃/min。进一步的，所述步骤d中洗涤沉淀用有机溶剂一洗涤3~4次。进一步的，所述步骤d中活化是指在115℃~125、0.2Kpa的真空环境中活化10-15h。进一步的，所述步骤e中CH3NH3Br的溶液浓度为0.02mol/L，溶剂为乙醇。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术利用介孔晶体材料MOF-74的高稳定性和多孔性能，将钙钛矿前驱体吸附到MOF-74介孔中，使钙钛矿前驱体在介孔内结晶形核形成钙钛矿量子点，利用MOF-74的封装能力实现钙钛矿与MOF的稳定复合材料，在保留钙钛矿优良发光性能的前提下，提高钙钛矿在大气环境下的稳定性。附图说明图1是本专利技术实施例一种提高钙钛矿稳定性的方法流程示意图；图2是本专利技术实施例1对应产物的XRD图；图3是本专利技术实施例1对应产物至于空气及室温环境下30天后的XRD图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1如图一所示为具体实施方式一种提高钙钛矿稳定性的方法流程示意图，具体实施步骤如下：（1）将Zn(OAc)2·2H2O(343mg)和2,5-二羟基对苯二甲酸(99mg)分别溶解于20mLDMF中，再将前者的溶液加入到后者中去，得到1组溶液。（2）将通过步骤（1）得到的溶液在室温下搅拌15min，生成黄色沉淀。（3）待步骤（2）中溶液颜色不再变化时，将溶液转移到离心管中，并以6000转/分的速度离心纯化9分钟，分离得到黄色沉淀。（4）将步骤（3）收集到的沉淀先后用DMF和甲醇洗涤2次。（5）将步骤（4）中洗涤所得产物至于60℃真空环境下干燥12h，最终得到MOF-74晶体。实施例2（1）将Zn(OAc)2·2H2O(5.6mmol)，PbBr2粉末(1.5mmol)和2,5-二羟基对苯二甲酸(0.2mmol)分别溶解于20mLDMF，得到合成钙钛矿@MOF的前驱体溶液。（2）在步骤（1）得到的前驱体溶液后，经过超声处理10分钟确保绝对溶解后，然后将混合物转移到50毫升规格的聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中。（3）将步骤（2）得到的混合物在120℃下加热12h。反应混合物以5℃/min的速率缓慢冷却至25℃。通过过滤将产物从最终反应系统中分离出来，然后收集沉淀。（4）将步骤（3）收集到的沉淀用DMF洗涤3次，浸入CH2Cl2中12h，最后进行活化得到PbBr2@MOF-74。（5）将30毫升甲胺（33wt%甲醇溶液）和35毫升HBr（48wt%水溶液）混合。（6）将步骤（5）中得到的混合溶液在烧杯中的冰浴（1-2°C），搅拌2小时以上，然后将大部分水在罩内的热板上蒸发。（7）过滤步骤（6）中的固液混合物，收集淡黄色产物，并用20毫升乙醚洗涤三次。（8）将步骤（7）中将洗涤后的固体在60℃的真空烘箱中干燥12h。（9）取步骤（8）中得到的固体溶解于20mL乙醇中，得到CH3NH3Br溶液。（10）将步骤（4）得到的活化产物分散在步骤（9）得到的CH3NH3Br溶液中10分钟，最终得到CH3NH3PbBr3@MOF-74复合材料。实施例3（1）采用实施例1的方法合成CH3NH3Br晶体。（2）将步骤（1）中得到的CH3NH3Br（0.16mmol）和PbBr2（0.20mml）溶解于5mlDMF溶液中（3）向步骤（2）中所得溶液中加入50μL油酸胺（OAm）和0.5ml油酸（OAc），从而获得前体溶液。（4）将步骤（3）中形成的前体溶液取250微升在60℃时注入5毫升甲苯中，剧烈搅拌5分钟，使溶液颜色从无色变为黄绿色，形成MAPbBr3纳米晶。（5）待步骤（4）中溶液颜色不再变化时，将溶液转移到离心管中，并以7000转/分的速度离心纯化10分钟。收集含有纳米晶的上清液，其中纳米晶即为CH3NH3PbBr3。如图2、图3分别为本专利技术实施例1对应产物的XRD图和置于空气及室温环境下30天后的XRD图。介孔晶体材料MOF-74具有显著的热稳定性、超高的孔隙率和极大的孔径的优良特性。从图2、图3中我们可以看出，制备好的MOF-74前后相隔30天的两次XRD图谱中位于6.5°以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高钙钛矿稳定性的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤a：将Zn(OAc)

【技术特征摘要】
1.一种提高钙钛矿稳定性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a：将Zn(OAc)2·2H2O，PbBr2粉末和2,5-二羟基对苯二甲酸按照56:15:2的物质的量之比，分别溶解于有机溶剂一，得到合成钙钛矿MOF的前驱体溶液；
步骤b：将前驱体溶液转移至高压釜中，混合后115℃~125℃下加热10-15h，控制加热反应后的混合物缓慢冷却至25℃±5℃范围内；
步骤c：将步骤b得到的冷却后混合物过滤，收集沉淀；
步骤d：将步骤c收集到的沉淀用有机溶剂一洗涤，浸入有机溶剂二10-15h，再经活化得到PbBr2@MOF-74；
步骤e：将步骤d得到的PbBr2@MOF-74分散在CH3NH3Br的溶液中至少10分钟，得到CH3NH3PbBr3@MOF-74复合材料。


2.根据权利要求1所述的一种提高钙钛矿稳定性的方法，其特征在于，所述步骤a中还包括对前驱体溶液进行10-15分钟的超声处理，确保溶解。

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓明，彭敏鑫，孔志鹏，王瑾，胡回清，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32