一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法技术

本发明专利技术提供一种钝化钙钛矿量子点(CsBX3)表面缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：(1)向钙钛矿量子点反应原液中加入有机溶剂，离心，取下层沉淀；(2)将步骤(1)的下层沉淀加入有机溶剂中，超声分散，向其中加入碱配体，分散，然后向其中加入酸配体，继续分散，离心，取上清液，得到钝化后的钙钛矿量子点。在本发明专利技术中，碱配体和酸配体二者协同作用，可以钝化钙钛矿量子点表面的卤素和B位缺陷、提高钙钛矿量子点的量子产率及生产产量效果。并且在钝化之后，由于碱配体和酸配体的加入，在一定程度上增加了钙钛矿量子点的空间位阻，阻止了钙钛矿量子点的进一步团聚，改善了钙钛矿量子点的分散性和稳定性。和稳定性。和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法


[0001]本专利技术属于钙钛矿量子点
，涉及一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，尤其涉及一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷并提高其分散性的方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿量子点由于具有发射精确可调、量子产率高、半峰宽窄等优异的荧光性能成为近年研究的热点，在光电探测器、高清显示、LED等领域具有巨大的应用前景。溶液配体法制备钙钛矿量子点过程中，其表面的质子化油胺配体处于高度的动态平衡状态，当质子化油胺配体脱落的同时，会导致卤素或油酸配体的缺失；另外，制备的CsBX3(其中B包括Pb和/或Sn，X包括Cl、Br或I)钙钛矿量子点反应原液在离心纯化过程中也会不可避免的导致其表面长链配体的脱落而在表面形成B位及卤素离子的空位卤素缺陷。为此，CsBX3钙钛矿量子点在合成之后由于上述缺陷的存在而导致量子点的团聚沉降以及量子产率的降低，这严重阻碍了钙钛矿量子点的商业化进程。
[0003]有研究表明，钙钛矿量子点的后修饰处理可以进一步钝化其表面缺陷，进一步提高其量子产率和分散性。anet,J.P.课题组等人提出(J.Phys.Chem.Lett.2018,9,6884
‑
6891)通过采用各种卤化盐的形式后处理钝化合成的蓝光钙钛矿量子点表面缺陷，使钙钛矿量子点的量子产率有了几十倍的提高，其使用的卤化盐多使带有V、Sb、Bi昂贵的稀土元素，且其效率的提高局限在蓝光发射领域；Ahmed课题组等人(ACS Energy Lett.2018,3,10,2301
‑<br/>2307)提出通过稀土化合物YCl3后处理的方式钝化钙钛矿量子点表面缺陷，进一步提高蓝光发射量子点的量子产率；Mondal,N等人(ACS Energy Lett.2019,4,1,32
–
39)提出通过含有重金属元素Cd的化合物CdCl2后处理钝化钙钛量子点卤素空位的缺陷，将量子产率提升至98％；综上所述，卤化盐的后处理，确实可以较大程度的钝化钙钛矿量子点表面缺陷，进而提升量子产率；但上述使用的卤化盐中，不可避免的引入了有毒性重金属离子、昂贵的稀土元素，这进一步增加了钙钛矿量子点的制备成本。并且，上述公开的后处理方法中，在提升量子点量子产率的同时，并没有报道其可以提高钙钛矿量子点的分散性。
[0004]因此，在本领域中，期望开发一种过程简单、成本较低的钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，并且采用此方法，可以提高钙钛矿量子点的分散性和产率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，尤其提供一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷并提高其分散性的方法。采用本专利技术提供的钝化方法，在低成本消耗(酸配体和碱配体(例如油酸油胺)价格比较低廉，且使用量非常少)的情况下提高了钙钛矿量子点的量子产率及产生产量，在一定程度上改善了量子点的分散性及稳定性，并且整个过程不涉及高温高压及氮气保护等苛刻的环境，在室温下即可进行。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)向钙钛矿量子点反应原液中加入有机溶剂，离心，取下层沉淀；
[0009](2)将步骤(1)的下层沉淀加入有机溶剂中，超声分散，向其中加入碱配体，分散，然后向其中加入酸配体，继续分散，离心，取上清液，得到钝化后的钙钛矿量子点。
[0010]钙钛矿量子点反应原液在经过离心纯化步骤后，得到的下层沉淀中的量子点存在的表面缺陷较多，本专利技术通过向溶解有下层沉淀的溶液中依次加入碱配体和酸配体，二者协同作用，从而可以钝化钙钛矿量子点晶格表面的B位晶格缺陷，以及表面卤素离子缺失导致的缺陷、提高钙钛矿量子点的量子产率及生产产量效果，并且，在钝化之后，由于碱配体和酸配体的加入，在一定程度上增加了钙钛矿量子点的空间位阻，阻止了钙钛矿量子点的进一步团聚，改善了钙钛矿量子点的分散性和稳定性，得到了尺寸均匀且高荧光量子产率的量子点，促进了工业生产中高质量钙钛矿量子点的生产。此外，本专利技术提供的钝化方法在常温下即可进行，整个过程不涉及高温高压及氮气保护等苛刻的环境，适合工业化生产，所用碱配体和酸配体的价格比较低廉，且使用量非常少，成本较低。
[0011]在本专利技术中，先加入碱配体再加入酸配体，碱配体的加入，通过氢键与钙钛矿量子点表面的卤素离子结合，并提供一定的空间位阻，从而使得体系中的质子化油胺无法通过离子键的作用将卤素离子拉扯下来。进一步，通过酸配体的加入，可以在一定程度上钝化钙钛矿量子点表面B位晶格缺陷，从而进一步提高量子点的稳定性。
[0012]优选地，步骤(2)所述碱配体包括油胺、辛胺、十四胺、4
‑
硝基苯磺酰胺、N
‑
乙基
‑4‑
氨基苄胺、2
‑
噻吩磺酰胺、十六烷基二甲基叔胺、3
‑
硝基苯磺酰胺或4
‑
甲氧基苯磺酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
[0013]优选地，步骤(2)所述酸配体包括油酸、十二烷基苯磺酸、辛酸、苯甲酸、乙酸、甲磺酸、苯磺酸、丙烯酸、聚丙烯酸4
‑
溴
‑3‑
硝基苯磺酸或3,5
‑
二氨基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯磺酸中的任意一种或至少两种的组合。
[0014]优选地，在步骤(2)中，所述下层沉淀与所述碱配体的质量比为1:(1
‑
20)，例如1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19或1:20等。
[0015]若碱配体的加入量过少，则卤素空位缺陷钝化不明显或被易与质子化油胺发生静电相互作用的卤素离子较多，并且卤素离子被质子化的动态平衡拉扯下来，若碱配体的加入量过多，会由于碱性的缘故，导致钙钛矿量子点的解离而猝灭。
[0016]优选地，在步骤(2)中，所述下层沉淀与所述酸配体的质量比为1:(24
‑
96)，例如1:24、1:25、1:28、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50、1:55、1:60、1:65、1:70、1:75、1:80、1:85、1:90、1:95或1:96等。
[0017]若酸配体的加入量过少，裸露的B位空位较多，量子点QY增强效果不明显，若酸配体的加入量过多，会使得整体体系呈现酸性环境，进而解离钙钛矿量子点猝灭。
[0018]优选地，步骤(1)所述有机溶剂包括正己烷和/或甲苯。
[0019]需要说明的是，本专利技术对步骤(1)所述有机溶剂的加入量不作具体限制。
[0020]优选地，步骤(2)所述有机溶剂包括正己烷和/或甲苯。
[0021]优选地，在步骤(2)中，所述下层沉淀与所述有机溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)向钙钛矿量子点反应原液中加入有机溶剂，离心，取下层沉淀；(2)将步骤(1)的下层沉淀加入有机溶剂中，超声分散，向其中加入碱配体，分散，然后向其中加入酸配体，继续分散，离心，取上清液，得到钝化后的钙钛矿量子点。2.根据权利要求1所述的钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，其特征在于，步骤(2)所述碱配体包括油胺、辛胺、十四胺、4
‑
硝基苯磺酰胺、N
‑
乙基
‑4‑
氨基苄胺、2
‑
噻吩磺酰胺、十六烷基二甲基叔胺、3
‑
硝基苯磺酰胺或4
‑
甲氧基苯磺酰胺中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，其特征在于，步骤(2)所述酸配体包括油酸、十二烷基苯磺酸、辛酸、苯甲酸、乙酸、甲磺酸、苯磺酸、丙烯酸、聚丙烯酸4
‑
溴
‑3‑
硝基苯磺酸或3,5
‑
二氨基
‑
2,4,6
‑
三甲基苯磺酸中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述下层沉淀与所述碱配体的质量比为1:(1
‑
20)。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的钝化钙钛矿量子点表面缺陷的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述下层沉淀与所述酸配体的质量比为1:(24
‑
96)。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的钝化钙钛矿量子点表面缺...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊高阳，游宝贵，张健，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：