本发明专利技术提供了一种卤化铅铯钙钛矿量子点及其制备方法，所述制备方法包括：将卤化季铵盐模板剂溶液与硅源混合，依次进行陈化反应、水热晶化反应，得到未脱模的分子筛；将未脱模的分子筛与铅源、铯源混合物和/或卤化铅铯原料混合后研磨，得到的混合粉末进行一段煅烧，脱除模板剂，升温进行二段煅烧，卤化铅铯熔融后填充分子筛孔道，得到卤化铅铯钙钛矿量子点。本发明专利技术通过未脱模分子筛的制备将分子筛脱模和卤化铅铯熔融填充分子筛合二为一，可简化操作工艺；模板剂脱除时挥发的卤素与铅配位结合，之后卤化铅铯熔融后在分子筛中分布均匀，量子点稳定性强，煅烧过程维持富卤状态，能够减少量子点缺陷，增强结晶效果，提高量子效率，发光性能优异。发光性能优异。发光性能优异。
【技术实现步骤摘要】
一种卤化铅铯钙钛矿量子点及其制备方法
[0001]本专利技术属于半导体材料
，涉及一种卤化铅铯钙钛矿量子点及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着半导体技术的快速发展，钙钛矿量子点材料作为一类常用的半导体材料应用广泛，尤其是全无机卤化铅铯钙钛矿量子点因具有较窄的发射峰宽和较高的量子产率，光电性能优异独特，使其能够广泛应用于平板显示、光电探测、激光、照明、医学成像等领域；在钙钛矿量子点材料保持优异性能的同时，其稳定性的强弱将成为限制其发展与应用的重要因素。
[0003]为提高钙钛矿量子点的稳定性，最初量子点材料常被保存在各种非极性溶剂及聚合物凝胶中来提高其稳定性，但该种方式在实际应用时仍存在较大限制；而目前的研究中，可以利用分子筛材料作为外壳框架，在不使用配体的同时将量子点纳米晶分隔开来，从而提高钙钛矿量子点的稳定性。
[0004]CN 109810703A公开了一种CsPbBr3量子点的室温制备方法，该方法包括：提供铯源溶液、铅源溶液和分散有阳离子表面活性剂的极性溶剂，将所述三种溶液进行混合，将得到的量子点的粗液加入乙酸乙酯加以分散，然后进行分离提纯，得到包含CsPbBr3量子点的溶液。该方法制备的CsPbBr3量子点是以溶液状态存在的，其应用范围有限，难以得到固体形态的CsPbBr3量子点材料，且原料直接在溶液中常温反应，所得产物的稳定性有限。
[0005]CN 109988557A公开了一种新型固体绿色CsPbBr3量子点微晶发光材料的制备方法，具体包括：按摩尔比称取H3BO3、SiO2、ZnO、SrCO3、Cs2CO3、PbBr2、NaBr；在氮气环境对原料进行充分研磨并置于密封性较好的坩埚内；高温加热后炉外冷却至室温，精细研磨成粉状CsPbBr3量子点微晶。该方法中CsPbBr3量子点的制备是将多种原料组分进行混合，高温加热反应过程中难以控制特定反应产物的生成，也未明确生成规则形状的模板控制量子点的尺寸。
[0006]CN 111534301A公开了一种CsPbBr3钙钛矿量子点的制备方法，该方法包括：将钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、NaOH溶液、异丙醇和模板剂混合，进行水热反应，得到钛硅酸钠；将钛硅酸钠和CsBr溶液混合，进行离子交换，得到离子交换后的钛硅酸钠；再将其与PbBr2溶液、十八烯混合，进行原位反应，得到所述CsPbBr3钙钛矿量子点。该方法主要是利用钛硅酸钠的离子交换作用以及孔道结构，但并未明确钛硅酸钠制备后模板剂的去向，同时该反应同样为液相反应，并未明确得到的量子点溶液如何得到固体以及其稳定性的强弱。
[0007]综上所述，对于卤化铅铯钙钛矿量子点的制备，还需要选择合适的原料及工艺，使得反应可控性增强，提高量子点材料的量子效率以及稳定性，同时简化操作步骤，降低成本。
技术实现思路
[0008]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种卤化铅铯钙钛矿量子点及其制备方法，所述方法通过未脱模分子筛的制备与使用将分子筛脱模和卤化铅铯熔融填充、包覆分子筛的步骤在同一煅烧过程内完成，优化处理工艺，同时，卤化季铵盐的使用能够保证煅烧过程中卤素的挥发，并与卤化铅铯配位结合，减少生成的卤化铅铯量子点的缺陷，增强结晶效果，从而提高量子效率。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种卤化铅铯钙钛矿量子点的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0011](1)将卤化季铵盐模板剂溶液与硅源混合，依次进行陈化反应、水热晶化反应，得到未脱模的分子筛；
[0012](2)将步骤(1)得到的未脱模的分子筛与铅源、铯源混合物和/或卤化铅铯原料混合后研磨，得到混合粉末；
[0013](3)将步骤(2)得到的混合粉末进行一段煅烧，脱除模板剂，继续升温进行二段煅烧，卤化铅铯熔融后填充分子筛孔道，降温后得到卤化铅铯钙钛矿量子点。
[0014]本专利技术中，对于卤化铅铯钙钛矿量子点的制备，其量子效率和稳定性是重要的衡量因素；通过选择卤化季铵盐作为模板剂来制备分子筛，同时在该步骤中并不脱除模板剂，通过将其与铅源、铯源混合物或卤化铅铯原料充分混合后共同煅烧，将煅烧过程分为两段，先是模板剂的脱除步骤，该过程中模板剂中卤素的挥发能与卤化铅铯中的铅配位结合，多余的卤素附着于卤化铅铯的表面，也实现了卤化铅铯的预热过程，再经过升温后的二段煅烧，将卤化铅铯熔融，使其能够灌入脱模后的分子筛的孔道中，分布均匀，甚至包覆分子筛，得到的量子点稳定性强，该煅烧过程能够维持体系中的富卤状态，减少生成的卤化铅铯量子点的缺陷，增强其结晶效果，提高量子效率；而且该煅烧过程将模板剂的脱除和卤化铅铯熔融填充形成量子点合二为一，避免了重复升降温的操作，简化了操作工艺，节省时间，降低成本。
[0015]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0016]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述卤化季铵盐模板剂包括溴化季铵盐模板剂。
[0017]优选地，所述溴化季铵盐包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵或十六烷基二甲基乙基溴化铵中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三乙基溴化铵的组合，十六烷基三乙基溴化铵和十六烷基二甲基乙基溴化铵的组合，十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵和十六烷基二甲基乙基溴化铵的组合等。
[0018]优选地，步骤(1)所述卤化季铵盐模板剂溶液的制备包括：先将卤化季铵盐溶解于水中，然后采用氨水调节pH值至10～11，例如10、10.2、10.5、10.8或11等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]本专利技术中，所述模板剂选择卤素季铵盐，在起到模板剂作用的同时，还能够为卤化铅铯量子点的制备提供卤素，从而能够调控量子点的制备过程，提高其相应的性能，其中最
常使用的即为溴化季铵盐，也符合本专利技术中溴化铅铯量子点的制备。
[0020]优选地，步骤(1)所述硅源包括正四硅酸乙酯、四甲氧基硅烷、水玻璃、六氟合硅酸、四氢化硅或四氯化硅中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：正四硅酸乙酯和四甲氧基硅烷的组合，四甲氧基硅烷和水玻璃的组合，六氟合硅酸和四氯化硅的的组合，正四硅酸乙酯、四甲氧基硅烷和水玻璃的组合等。
[0021]优选地，步骤(1)所述硅源滴加或通入到卤化季铵盐模板剂溶液中。
[0022]优选地，步骤(1)所述卤化季铵盐和硅源的摩尔比为1:100～1:1，例如1:100、1:80、1:60、1:50、1:30、1:10、1:5或1:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]本专利技术中，根据模板剂和硅源的选择，制备相应的分子筛种类，例如MCM
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41分子筛等；而且，所述分子筛的种类还可包括金属掺杂类分子筛，其制备时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种卤化铅铯钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将卤化季铵盐模板剂溶液与硅源混合，依次进行陈化反应、水热晶化反应，得到未脱模的分子筛；(2)将步骤(1)得到的未脱模的分子筛与铅源、铯源混合物和/或卤化铅铯原料混合后研磨，得到混合粉末；(3)将步骤(2)得到的混合粉末进行一段煅烧，脱除模板剂，继续升温进行二段煅烧，卤化铅铯熔融后填充分子筛孔道，降温后得到卤化铅铯钙钛矿量子点。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述卤化季铵盐模板剂包括溴化季铵盐模板剂；优选地，所述溴化季铵盐包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵或十六烷基二甲基乙基溴化铵中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述卤化季铵盐模板剂溶液的制备包括：先将卤化季铵盐溶解于水中，然后采用氨水调节pH值至10～11；优选地，步骤(1)所述硅源包括正四硅酸乙酯、四甲氧基硅烷、硅酸钠、六氟合硅酸、四氢化硅或四氯化硅中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述硅源滴加或通入到卤化季铵盐模板剂溶液中；优选地，步骤(1)所述卤化季铵盐和硅源的摩尔比为1:100～1:1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述陈化反应在搅拌条件下进行；优选地，步骤(1)所述陈化反应的温度为20～30℃；优选地，步骤(1)所述陈化反应的时间为48～96h；优选地，步骤(1)所述水热晶化反应在水热反应釜中进行；优选地，步骤(1)所述水热晶化反应的温度为110～130℃；优选地，步骤(1)所述水热晶化反应的时间为48～96h。4.根据权利要求1
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3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水热晶化反应后，所得产物依次进行洗涤、干燥；优选地，所述洗涤方式为水洗；优选地，所述洗涤次数至少为3次，至洗涤液呈中性；优选地，所述干燥采用真空干燥的方式；优选地，所述干燥的温度为60～80℃，时间为12～24h。5.根据权利要求1
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述卤化铅铯原料包括溴化铅铯；优选地，步骤(2)所述铅源包括溴化铅，所述铯源包括溴化铯；优选地，步骤(2)所述铅源和铯源的摩尔比为1:1；优选地，步骤(2)所述未脱模的分子筛与铅源、铯源混合物和/或卤化铅铯原料质量比为(0.1～10):1，优选为(4～8):1；优选地，步骤(2)所述研磨采用研钵或球磨机进行操作；优选地，步骤(2)所述研磨的时间为4～6h；优选地，步骤(2)所述研磨后混合粉末的粒径为0.1～5μm。
6.根据权利要求1
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5任一项所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：董敬一，郑策，
申请(专利权)人：无锡极电光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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