一种Cs制造技术

本发明专利技术公开了一种Cs

【技术实现步骤摘要】
一种Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米发光材料
，尤其涉及一种Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料及其制备方法和应用。
技术介绍
全无机钙钛矿纳米材料具有高荧光量子产率、发射波长可调节、发射半峰宽窄等优异的光学性质，在发光二极管、太阳能电池、光电探测器和激光等领域展现出广阔的应用前景，近几年来得到了蓬勃的发展。根据其结构中卤化铅八面体([PbX6]4-，X＝Cl,Br,I)连接方式的不同，可衍生出多种钙钛矿相关的物相。目前研究最多的是三维全无机钙钛矿纳米材料(CsPbX3，X＝Cl,Br,I)，其具有常见的[PbX6]4-八面体相互连接的钙钛矿结构，另外还存在一种零维钙钛矿纳米材料，以Cs4PbBr6化合物为例，其结构中的[PbBr6]4-八面体互不连接而具有很强的局域性，因此该材料表现出强的激子结合能和较大的能带宽度，以及在可见光范围内不发光的性质。此外，结构上的局域性还使得Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料的带隙无法同三维CsPbX3钙钛矿纳米材料一样可通过尺寸大小或阴离子交换进行有效的调控，从而难以发掘该材料优异的发光性质。因此，如何改变Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料中[PbBr6]4-溴化铅八面体的局域结构是有望实现其可见光发射的关键。
技术实现思路
本专利技术提供一种蓝色发光的Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料及其制备方法和应用。其具体技术方案是：采用热注射的合成方法，通过改变反应前驱体条件，对Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料进行锡掺杂，从而有效调控其带隙，并最终制备得到单分散、形貌均一的具有明显蓝色发光的锡掺杂Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米发光材料，所述发光材料为三方相的Cs4PbBr6纳米材料。该制备方法的合成条件容易控制，制备出的蓝色发光的Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米颗粒的分散性、均一性和重复性较好，且其发光性能良好。蓝色发光的锡掺杂Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料是一种性能优良的纳米发光材料，其在发光显示、光电子器件等领域有着巨大的发展潜力。本专利技术提供的所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料为锡掺杂的三方相Cs4PbBr6纳米颗粒，其可以以化学式Cs4PbBr6:Sn表示，所述Sn的含量为1～20mol％，优选5～15mol％，更优选为6～10mol％，例如Sn的含量为7mol％、8mol％、9mol％。根据本专利技术的材料，所述Cs4PbBr6:Sn纳米颗粒的平均粒径为10～25nm，优选10～20nm，更优选为13～16nm，例如平均粒径为13.5nm、14.6nm、15.1nm。根据本专利技术的材料，所述Cs4PbBr6:Sn纳米颗粒具有如图1(a)和(b)所示的形貌。根据本专利技术的材料，所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料具有如图1(c)所示的XRD衍射图谱。根据本专利技术的材料，在365nm激发光照射下，所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料呈现如图2所示的蓝光发射(波长为437nm的发射峰)。本专利技术还提供上述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1、制备铯前驱体溶液：将碳酸铯、油酸和十八烯混合得到混合物一，在惰性气体保护下将混合物一加热，使碳酸铯溶解，得到铯前驱体溶液；S2、制备溴化铅和溴化亚锡前驱体溶液：将溴化铅和溴化亚锡与油酸、油胺和十八烯混合得到混合物二，在惰性气体保护下将其加热，使溴化铅和溴化亚锡溶解，得到溴化铅和溴化亚锡前驱体溶液；S3、将所述铯前驱体溶液加入到所述溴化铅和溴化亚锡前驱体溶液中，反应得到所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料。根据本专利技术的制备方法，在S1中，所述加热达到的温度为100～150℃，优选为120～150℃，作为示例，温度为120℃或150℃。进一步地，达到加热温度后可以保温一段时间，例如保温20～90分钟，优选为50～70分钟，作为示例，保温60分钟、70分钟。例如，可以先升温至120℃，保温60分钟，再继续升温至150℃，保温10分钟。根据本专利技术的制备方法，在S1中，所述碳酸铯和油酸的摩尔体积比为0.5～5mmol/mL，优选为0.5～1.5mmol/mL，作为示例，摩尔体积比为0.82mmol/mL。根据本专利技术的制备方法，在S1中，所述油酸和十八烯的体积比为0.5～3:10，优选为0.5～1.5:10，作为示例，体积比为1:10。根据本专利技术的制备方法，在S2中，所述加热达到的温度为100～150℃，优选为120～130℃，作为示例，温度为120℃。进一步地，达到加热温度后可以保温一段时间，例如保温20～90分钟，优选为50～70分钟，作为示例，保温60分钟。根据本专利技术的制备方法，在S2中，所述溴化铅和溴化亚锡(SnBr2)的摩尔比为0.5～3:4，优选为1～2:4，作为示例，摩尔比为1:4。根据本专利技术的制备方法，在S2中，所述溴化铅和油酸的摩尔体积比为0.05～2mmol/mL，优选为0.05～1mmol/mL，例如为0.0752mmol/mL。根据本专利技术的制备方法，在S2中，所述油酸、油胺和十八烯的体积比为0.5～3:0.5～3:10，优选为0.5～1.5:0.5～1.5:10，作为示例，体积比为1:1:10。根据本专利技术的制备方法，在S3中，所述溴化铅和溴化亚锡前驱体溶液中的锡与所述铯前驱体溶液中的铯的摩尔比可以为1:10～50，优选为1:10～20，作为示例，摩尔比为1:16。根据本专利技术的制备方法，在S3中，所述溴化铅和溴化亚锡前驱体溶液与所述铯前驱体溶液的体积比可以为(10-25):1，例如(10-20):1，作为示例，所述体积比为15:1。根据本专利技术的制备方法，在S3中，所述溴化铅和溴化亚锡前驱体溶液的温度为140～200℃，例如140～170℃、150～160℃，作为示例，其温度为150℃、170℃、200℃。所述铯前驱体溶液的温度为100～130℃，优选为110～120℃，作为示例，其温度为120℃。进一步地，所述反应时间为1～10分钟，优选为4～6分钟，作为示例，反应时间为5分钟。进一步地，所述加入的方式优选采用注射方式。待反应时间到达，立即将反应物置于冰水浴处理冷却至室温，离心得到所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料。根据本专利技术的制备方法，S1和S2中，所述加热前，可以先向混合物一和混合物二中通入惰性气体，搅拌10-30分钟。根据本专利技术的制备方法，所述惰性气体可以为氮气和/或氩气，优选为氮气。本专利技术提供由上述制备方法得到的Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料。本专利技术还提供上述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料在发光显示、光电子器件等领域的应用，优选作为发光二极管的活性发光层。本专利技术还提供一种含有所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料的光电子器件，例如发光二极管。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种蓝色发光的Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料及其制备方法和应用。蓝色发光的Cs本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.Cs

【技术特征摘要】
1.Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料，其特征在于，所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料为锡掺杂的三方相Cs4PbBr6纳米颗粒，其以化学式Cs4PbBr6:Sn表示，所述Sn的含量为1～20mol％。


2.根据权利要求1所述的Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料，其特征在于，所述Cs4PbBr6:Sn纳米颗粒的平均粒径为10～25nm；
优选地，所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料具有如图1(a)和(b)所示的形貌；
优选地，所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料具有如图1(c)所示的XRD衍射图谱；
优选地，在365nm激发光照射下，所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料呈现如图2所示的蓝光发射(波长为437nm的发射峰)。


3.权利要求1或2所述的Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、制备铯前驱体溶液：将碳酸铯、油酸和十八烯混合得到混合物一，在惰性气体保护下将混合物一加热，使碳酸铯溶解，得到铯前驱体溶液；
S2、制备溴化铅和溴化亚锡前驱体溶液：将溴化铅和溴化亚锡与油酸、油胺和十八烯混合得到混合物二，在惰性气体保护下将其加热，使溴化铅和溴化亚锡溶解，得到溴化铅和溴化亚锡前驱体溶液；
S3、将所述铯前驱体溶液加入到所述溴化铅和溴化亚锡前驱体溶液中，反应得到所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料。


4.根据权利要求3所述Cs4PbBr6零维钙钛矿纳米材料的制备方法，其特征在于，在S1中，所述加热达到的温度为100～150℃；优选地，达到加热温度后保温20～90分钟；
优选地，所述碳酸铯和油酸的摩尔体积比为0.5～5mmol/mL；
优选地，所述油酸和十...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹胜晗，于立成，刘永升，洪茂椿，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35