可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体及其制备方法，混合前驱物溶液与介孔载体，然后在真空条件下于80～100℃加热，得到初始铯铜卤素钙钛矿纳米晶体；然后对初始铯铜卤素钙钛矿纳米晶体进行水雾处理，得到转换铯铜卤素钙钛矿纳米晶体；再进行干燥得到初始铯铜卤素钙钛矿纳米晶体；完成铯铜卤素钙钛矿纳米晶体的可逆转化。本发明专利技术实现了蓝色荧光物质与黄色荧光物质之间的多次可控转化，具有识别性非常明显、转化条件简便、转化过程快速、转化循环次数高等优点，为新型无机铜卤钙钛矿的应用研究奠定了基础。用研究奠定了基础。用研究奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，尤其涉及一种实现卤素钙钛矿纳米晶体可逆转化的方法，具体为可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体及其制备方法。

技术介绍

[0002]全无机铅卤钙钛矿（CsPbX
3 (X=Cl, Br, I, Cl/Br, Br/I)）纳米晶体由于其突出的光物理性质，如高荧光量子产率、高发光纯度以及大发光范围，使其在电致发光、显示领域展现出了巨大的应用优势。然而，由于铅及其化合物具有毒性，对于人体的神经系统、心血管系统、骨骼系统、生殖系统和免疫系统有较大的潜在危害，制约了全无机铅卤钙钛矿的商业应用。
[0003]全无机无铅钙钛矿（如Cs3Cu2I5、CsSnBr3等）由于其与铅卤钙钛矿相似的结构与性质，近年来也受到人们的广泛关注。无铅钙钛矿纳米晶体的制备方法主要参考铅卤钙钛矿，大致分为热注入法、室温下再沉淀法、溶剂热法、超声法、微波辅助法和间接合成法等。目前，对于无铅钙钛矿的研究重点主要集中在光电领域，上述合成方法仍存在诸多问题和挑战。因此，对于全无机无铅钙钛矿的制备的深入研究具有重要的意义。
[0004]另外，可逆转化钙钛矿为新的技术发展方向，通过钙钛矿的转换可以实现紫外激发光的变换，实现应用价值，本课题组之前公开了其他钙钛矿的可逆制备以及转换，但是性能保持还需要改善。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的上述问题，本专利技术的目的是提供一种实现铜卤钙钛矿纳米晶体可逆转化的方法，该方法实现了两种荧光物质之间的多次可控转化，具有识别性非常明显、转化条件简便、转化过程快速、转化循环次数高等优点，为新型无机卤素钙钛矿的制备奠定了基础。
[0006]为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体，其制备方法包括以下步骤，混合前驱物溶液与介孔载体，然后在真空条件下于80～100℃加热，得到可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体；前驱物溶液包括卤化铯、卤化亚铜以及溶剂。
[0007]铯铜卤素钙钛矿纳米晶体可逆转化的方法，包括以下步骤，混合前驱物溶液与介孔载体，然后在真空条件下于80～100℃加热，得到初始铯铜卤素钙钛矿纳米晶体；然后对初始铯铜卤素钙钛矿纳米晶体进行水雾处理，得到转换铯铜卤素钙钛矿纳米晶体；再进行干燥得到初始铯铜卤素钙钛矿纳米晶体；完成铯铜卤素钙钛矿纳米晶体的可逆转化。
[0008]本专利技术中，前驱物溶液由卤化铯、卤化亚铜以及溶剂组成，其中卤化铯的浓度为0.2～0.5mol/L，优选0.3 mol/L，卤化铯、卤化亚铜的摩尔比为1:1～2:1；本专利技术中，卤素为氯、溴或者碘；溶剂为二甲基亚砜和/或二甲基甲酰胺。
[0009]本专利技术中，前驱物溶液与介孔载体的用量比为1.5～2.5μL∶1mg，优选为2μL∶1mg。
[0010]本专利技术中，真空条件的真空度为60～100Pa，加热时间为50～70分钟。
[0011]本专利技术中，介孔载体为介孔纳米二氧化硅。
[0012]本专利技术中，水雾处理为采用常规水雾喷洒初始铯铜卤素钙钛矿纳米晶体；干燥为常温至100℃。
[0013]本专利技术在介孔载体的孔洞中制备Cs3Cu2X5纳米晶体，得到Cs3Cu2X5纳米晶体/介孔载体，具有可逆转化性能；再采用水雾-干燥处理，实现所述Cs3Cu2X5纳米晶体/介孔载体中Cs3Cu2X5纳米晶体与CsCu2X3纳米晶体间的可逆转化。特别的，本专利技术水雾-干燥处理可重复超过十次，依然具有良好的紫外激发性能。
[0014]进一步地，在氮气中，向介孔载体中加入所述前驱物溶液，真空加热处理下，所述前驱物溶液完全渗入所述介孔载体的孔洞中，并完全结晶得到带颜色的粉末，所述带颜色的粉末即为Cs3Cu2X5纳米晶体/介孔载体。
[0015]进一步地，步骤S2中，所述采用水雾-干燥处理，实现所述Cs3Cu2X5纳米晶体/介孔载体中Cs3Cu2X5纳米晶体与CsCu2X3纳米晶体间的可逆转化；具体为：采用水雾处理上述得到的Cs3Cu2X5纳米晶体/介孔载体，直至254nm紫外光下所述Cs3Cu2X5纳米晶体/介孔载体的颜色完全变为黄色，即实现所述Cs3Cu2X5纳米晶体转化为CsCu2X3纳米晶体，得到CsCu2X3纳米晶体/介孔载体；再对所述CsCu2X3纳米晶体/介孔载体进行干燥处理，使得水汽蒸发直至254nm紫外光下所述CsCu2X3纳米晶体/介孔载体的颜色完全转变，即实现所述CsCu2X3纳米晶体转化为Cs3Cu2X5纳米晶体，得到Cs3Cu2X5纳米晶体/介孔载体；重复所述水雾处理和干燥处理，即实现所述Cs3Cu2X5纳米晶体/介孔载体中Cs3Cu2X5纳米晶体与CsCu2X3纳米晶体间的可逆转化。
[0016]具体地，所述卤素X包括I或者Cl、Br中的一种或多种。相应的，Cs3Cu2X5纳米晶体包括Cs3Cu2I5、Cs3Cu2Br5和Cs3Cu2Cl5，CsCu2X3纳米晶体包括CsCu2I3、CsCu2Br3和CsCu2Cl3。
[0017]本专利技术将纳米晶体限域于介孔载体的孔洞中，限定干燥条件得到Cs3Cu2X5纳米晶体，在水雾-干燥处理时，经过水雾的引入与去除，实现了Cs3Cu2X5纳米晶体与CsCu2X3纳米晶体的多次可逆转化，即实现了两种荧光物质之间的多次可控转化，该方法具有识别性非常明显、转化条件简便、转化过程快速、转化循环次数高等优点，尤其是本专利技术水雾-干燥循环后，保持非常高的荧光性能；不仅使其在加密和防伪领域都有着极大的潜在应用能力，也为新型无机卤素钙钛矿的制备、机理研究和实际应用奠定了基础。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例提供的水雾处理前Cs3Cu2I5纳米晶体/介孔载体粉末在可见光下的照片；图2是本专利技术实施例提供的Cs3Cu2I
5 纳米晶体的X射线粉末衍射分析谱图；图3是本专利技术实施例提供的水雾处理前Cs3Cu2I5纳米晶体/介孔载体粉末在紫外光（波长=254 nm）下的照片；图4是本专利技术实施例提供的水雾处理后CsCu2I3纳米晶体/介孔载体粉末在紫外光（波长=254 nm）下的照片；图5是本专利技术实施例提供的水雾处理后CsCu2I3纳米晶体/介孔载体粉末在可见光下的照片；
图6是本专利技术实施例提供的CsCu2I
3 纳米晶体的X射线粉末衍射分析谱图；图7是本专利技术实施例提供的干燥处理后Cs3Cu2I5纳米晶体/介孔载体粉末在紫外光（波长=254 nm）下的照片；图8是本专利技术实施例提供的干燥处理后Cs3Cu2I5纳米晶体/介孔载体粉末在可见光下的照片。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术涉及的原料都为常规市售产品，涉及的具体制备方法以及测试方法为常规技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体，其特征在于，所述可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体的制备方法包括以下步骤，混合前驱物溶液与介孔载体，然后在真空条件下于80～100℃加热，得到可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体；前驱物溶液包括卤化铯、卤化亚铜以及溶剂。2.根据权利要求1所述可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体，其特征在于，前驱物溶液中，卤化铯的浓度为0.2～0.5mol/L；卤化铯、卤化亚铜的摩尔比为1:1～2:1。3.根据权利要求2所述可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体，其特征在于，前驱物溶液中，卤化铯的浓度为0.3mol/L；卤化铯、卤化亚铜的摩尔比为1.5:1。4.根据权利要求1所述可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体，其特征在于，卤素为氯、溴或者碘；溶剂为二甲基亚砜和/或二甲基甲酰胺。5.根据权利要求1所述可逆转化铯铜卤素钙钛矿纳米晶体，其特征在于，前驱物溶液与介孔载体的用量比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：严宇辰，汪岳铭，李丹，赵文博，张桥，曹暮寒，陈淑桦，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：