一种高温下形貌稳定的钙钛矿纳米晶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温下形貌稳定的钙钛矿纳米晶及其制备方法，通过向钙钛矿纳米晶中进行阳离子掺杂，抑制配体在高温的脱落造成的纳米晶团聚，大大提升纳米晶的高温稳定性。具体步骤为：a.将Cs(CH3COOH)、十八烯和油酸混合，在保护性气氛条件下进行加热反应，得到油酸铯前驱体溶液；b.将卤化铅在高温下保护性气氛下溶解于十八烯、油酸、油胺混合物中；c.将掺杂金属的卤化物在高温下保护性气氛下溶解于十八烯、油酸、油胺混合物中得到透明液体。d.将步骤a中的铯前驱体迅速注入步骤b的液体中，反应1分钟后注入步骤c的透明液体，反应30分钟后，迅速降至室温，e.离心纯化后，得到在高温下形貌稳定的掺杂钙钛矿纳米晶。形貌稳定的掺杂钙钛矿纳米晶。形貌稳定的掺杂钙钛矿纳米晶。

【技术实现步骤摘要】
一种高温下形貌稳定的钙钛矿纳米晶及其制备方法


[0001]本专利技术属于纳米晶材料领域，具体涉及一种高温下形貌稳定的钙钛矿纳米晶及其制备方法。

技术介绍

[0002]全无机钙钛矿纳米晶是一种优秀的发光材料，然而其在高温易失去表面配体，发生团聚长大。这不仅严重限制了钙钛矿纳米晶的在高能LED、激光器和太能阳能电池方面的应用而且阻碍了对钙钛矿纳米晶进行表面工程。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种获得高温下形貌稳定的钙钛矿纳米晶的方法，本专利技术所获得的钙钛矿纳米晶在高温下具有良好的形貌稳定性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种高温下形貌稳定的钙钛矿纳米晶的制备方法包括以下步骤：（1）将Cs(CH3COOH)、十八烯和油酸混合，在保护性气氛下140
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160℃加热20
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60min，得到铯前驱体溶液，保持在120
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160℃待用；（2）将卤化铅在180~200℃、保护性气氛下溶解于十八烯、油酸、油胺混合物中，得到铅前驱体溶液，保持在180~200℃待用；（3）将掺杂金属卤化物在150~180℃高温、保护性气氛下溶解于十八烯、油酸、油胺混合物中反应20
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60min，获得透明掺杂金属前驱体溶液，保持在80
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130℃待用；（4）先将步骤（1）的铯前驱体溶液注入步骤（2）的铅前驱体溶液中，反应1
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5min后得到钙钛矿纳米晶母溶液，再将步骤（3）的掺杂金属前驱体溶液注入其中，反应5~180min得到纳米晶溶液；（5）将步骤（4）获得纳米晶溶液在3000转/分的条件下进行离心纯化，后将纳米晶沉淀溶解于非极性溶剂中获得高温下形貌稳定的钙钛矿纳米晶。
[0005]进一步地，步骤（1）中Cs(CH3COOH)和油酸的摩尔比 1：1.5~1：3；所述Cs(CH3COOH)在十八烯和油酸中的摩尔浓度为0.05~0.15 mmol/ml。
[0006]进一步地，步骤（2）中卤化铅与油酸的摩尔比为1：1~1：2，油酸与油胺的摩尔比为1：0.75~1：1.5，卤化铅在十八烯、油酸、油胺混合物中的摩尔浓度为0.05~0.15 mmol/ml。
[0007]进一步地，步骤（3）中掺杂金属卤化物与油酸的摩尔比为1：1~1：2；油酸和油胺的摩尔比为1：0.8~1：1.2 ，掺杂金属的卤化物在十八烯、油酸、油胺混合物中的摩尔浓度为0.2~0.8 mmol/ml。
[0008]进一步地，步骤（3）中掺杂金属卤化物为ZnX2、MgX2、CaX2或MnX2，其中X=Cl、Br或I。
[0009]进一步地，步骤（4）中反应温度为 180~200℃。
[0010]进一步地，步骤（4）中掺杂金属前驱体溶液中掺杂金属与钙钛矿纳米晶母溶液中铅离子的摩尔比为1：0.5~1：5。
[0011]本专利技术通过金属离子掺杂的手段调控钙钛矿纳米晶的表面化学，增强纳米晶与配体的键合，抑制配体在高温下的脱离从而提升钙钛矿纳米晶的高温稳定性。本专利技术提供的方法可获得在高温下（大于180℃）稳定的钙钛矿纳米晶，并且获得钙钛矿纳米晶具有良好的单分散性，单色性良好，半峰宽小于20纳米，为进一步对纳米晶进行结构操控提供了重要基础。
附图说明
[0012]图1为为实施例1获得原始钙钛矿纳米晶在高温下的形貌演化；图2为实施例2获得的锌掺杂钙钛矿纳米晶在200℃高温下加热不同时间后的透射电镜图；图3为实施例3获得的锰掺杂钙钛矿纳米晶在200℃高温下加热不同时间后的透射电镜图。
具体实施方式
[0013]本专利技术提供了一种高温稳定的钙钛矿纳米晶的合成方法，包括以下步骤：a.将Cs(CH3COOH)、十八烯和油酸混合，在氮气气氛下加热至150℃，反应30分钟得到铯前驱体，保温在150℃待用；b.将卤化铅在180~200℃、氮气保护下溶解于十八烯、油酸、油胺混合物中得到铅前驱体，保持在180~200℃待用;c.将掺杂金属的卤化物在150~170℃高温、氮气保护性溶解于十八烯、油酸、油胺中获得透明掺杂金属前驱体溶液，保持在100℃待用；d.先将步骤a获得的铯前驱体注入步骤b获得铅前驱体中，反应1分钟后，将步骤c中获得掺杂金属卤化物前驱体注入，反应5~180分钟；e.将步骤d获得量子点溶液在3000转/分的条件下进行5分钟的离心纯化，后将量子点沉淀溶解于甲苯中获得钙钛矿量子点溶液。
[0014]具体的，本专利技术将Cs(CH3COOH) 、十八烯和油酸混合后的得到混合物。其中 Cs(CH3COOH)与油酸的摩尔比为 1：1.5~1：3，优选为 1：2.5。所述Cs(CH3COOH)在十八烯和油酸混合物中的摩尔浓度为0.05~0.15 mmol/ml，优选为0.07 mol/L。
[0015]接着，将所述混合物在氮气保护下加热反应。其中加热反应温度140~160℃，优选为150~157℃。反应时间在20~60分钟，优选为30~40分钟。反应结束后，将所得的透明溶液保温在120~160℃，优选为140~155℃。
[0016]接着将卤化铅与十八烯、油酸、油胺混合，得到混合物。将该混合物在氮气气氛加热反应。加热温度为160~200℃，优选180~200℃。反应时间为10~20分钟，优选为15~20分钟。反应结束后将所得铅前驱体透明溶液保温在180~200℃待用。所述卤化铅为氯化铅、溴化铅或碘化铅。
[0017]卤化铅与油酸的摩尔比为1：1~1：2，优选为1：1~1：1.75。油酸与油胺的摩尔比为 1：0.75~1：1.5，优选为1：0.8~1：1.2。卤化铅在所述十八烯、油酸、油胺溶液中的摩 尔浓度为 0.015~0.05 mmol/ml，优选为 0.02~0.04mmol/ml。
[0018]将掺杂的金属卤化物、十八烯、油酸、油胺加热反应。其中，掺杂金属卤化物指
ZnX2，MgX2，CaX2，MnX2（X=Cl，Br，I）。上述加热反应温度为150~180℃，优选为160~180℃。反应时间为20~60分钟，优选为30~40分钟。掺杂金属离子与油酸的摩尔比为1：1~1：2，优选为1：1.5~1：1.75 ，油酸和油胺的摩尔比为1：0.75~1：1.5，优选为1：0.8~1：1.2，掺杂金属在所述十八烯、油酸、油胺溶液中的摩尔浓度为0.2~0.8 mmol/mL，优选0.35~0.5mmol/ml。待上述反应结束后，将获得掺杂金属前驱体保温在80~130℃，优选为100~120℃。
[0019]接着，将铯前驱体注入铅前驱体溶液，反应1~5分钟，优选为1~2分钟，得到钙钛矿纳米晶母溶液。上述铯前驱体与铅前驱体的体积比为1：10~1：15，优选为1：11~1：12.5。
[0020]接着将掺杂金属前驱体注入上述钙钛矿纳米晶母溶液，加热反应，得到掺杂钙钛矿量子点粗溶液。反应温度为180~200℃，优选为185~195℃。反应时间为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温下形貌稳定的钙钛矿纳米晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将Cs(CH3COOH)、十八烯和油酸混合，在保护性气氛下140
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160℃加热20
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60min，得到铯前驱体溶液，保持在120
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160℃待用；（2）将卤化铅在180~200℃、保护性气氛下溶解于十八烯、油酸、油胺混合物中，得到铅前驱体溶液，保持在180~200℃待用；（3）将掺杂金属卤化物在150~180℃高温、保护性气氛下溶解于十八烯、油酸、油胺混合物中反应20
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60min，获得透明掺杂金属前驱体溶液，保持在80
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130℃待用；（4）先将步骤（1）的铯前驱体溶液注入步骤（2）的铅前驱体溶液中，反应1
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5min后得到钙钛矿纳米晶母溶液，再将步骤（3）的掺杂金属前驱体溶液注入其中，反应5~180min得到纳米晶溶液；（5）将步骤（4）获得纳米晶溶液在3000转/分的条件下进行离心纯化，后将纳米晶沉淀溶解于非极性溶剂中获得高温下形貌稳定的钙钛矿纳米晶。2.根据权利要求 1 所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中C...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱浩淼，徐昆源，
申请(专利权)人：闽都创新实验室，
类型：发明
国别省市：