一种快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法技术

本发明专利技术公开了一种快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法，属于无机材料技术领域。本发明专利技术通过在全无机钙钛矿量子点胶体溶液中加入硬脂酸锰的方法，硬脂酸锰中的锰离子部分替代铅离子，实现了对量子点的掺杂，提高了量子点的晶体结构稳定性；硬脂酸锰本身也起到了对量子点的包覆作用，有效隔绝外部环境，二者的协同作用极大提高了量子点的稳定性。全无机钙钛矿量子点可以为钙钛矿量子点CsPbX3，X为Cl、Br、I、Cl/Br或Br/I中的一种。本发明专利技术的方法简单高效，重复率高，绿色环保，有利于实现工业化生产。业化生产。业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法


[0001]本专利技术属于无机材料
，具体涉及一种快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法。

技术介绍

[0002]全无机钙钛矿CsPbX3量子点，由于具有较高的荧光量子产率和较窄的发射光谱，且通过调节材料尺寸和化学组成，可实现荧光波长在410
‑
700nm范围内连续可调，在发光二极管、太阳能电池、激光器等领域具有广泛的应用前景。此外，由于CsPbX3量子点自身的离子晶体属性，除了用传统的高温注射法可以合成，在室温下也可以获得高质量的CsPbX3量子点，极大简化了合成工艺。
[0003]尽管CsPbX3量子点具有如此优异的性能，但是稳定性较差的问题严重阻碍了CsPbX3量子点的实际应用。不稳定性包括以下几个方面：一、晶体结构自身的不稳定，尤其是CsPbI3量子点在室温下处于亚稳态，容易发生相转变，从具有荧光性能的立方晶相转变为无荧光的正交晶相；二、在潮湿空气中不稳定，这是由于钙钛矿量子点在水中具有一定的溶解度；三、不同组分的钙钛矿量子点之间发生阴离子交换反应，改变了原有的发射波长。
[0004]因此，有必要寻找一种方法来提高钙钛矿量子点的相稳定性、抗湿稳定性以及离子交换稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一是提供一种快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法，该方法提高了钙钛矿量子点的相稳定性、抗湿稳定性以及离子交换稳定性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法，包括如下步骤：
[0007]S1、将全无机钙钛矿量子点分散于非极性溶剂中，制得胶体溶液；
[0008]S2、在胶体溶液中加入硬脂酸锰粉末，混合均匀，得到混合液；
[0009]S3、将混合液离心分离去除上清液，底部沉淀烘干后研磨，即制得钙钛矿量子点
‑
硬脂酸锰复合物粉末。
[0010]作为快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法进一步的改进：
[0011]优选的，所述全无机钙钛矿量子点为含铅钙钛矿量子点CsPbX3，X为Cl、Br、I、Cl/Br、Br/I中的一种。
[0012]优选的，步骤S1所述的全无机钙钛矿量子点通过热注入法、过饱和重结晶法、溶剂热法、超声波辅助法中的任意一种方法制得。
[0013]优选的，所述非极性溶剂为甲苯、正己烷、氯仿中的一种。
[0014]优选的，步骤S2中通过充分搅拌或者超声分散的方式将硬脂酸锰粉末与胶体溶液混合均匀。
[0015]优选的，步骤S2的混合液中，全无机钙钛矿量子点与硬脂酸锰粉末的质量比为1:
(1～100)。
[0016]优选的，步骤S3中离心分离的转速为500
‑
10000rpm，底部沉淀烘干的温度为30
‑
100℃。
[0017]本专利技术相比现有技术的有益效果在于：
[0018]1)本专利技术利用硬脂酸锰实现对钙钛矿量子点的掺杂和包覆，进而提高钙钛矿量子点的稳定性。这是因为：硬脂酸锰自身化学性质稳定，不溶于水，将钙钛矿量子点包覆其中，能够有效隔绝外部潮湿环境；硬脂酸锰中的锰离子可以部分取代铅离子，实现锰离子掺杂，提高钙钛矿晶体结构的相稳定性；硬脂酸锰可与钙钛矿量子点表面形成键合作用，能够钝化量子点的表面缺陷。
[0019]2)本专利技术的方法简单高效，重复率高，绿色环保，有利于实现工业化生产。
附图说明
[0020]图1为对比例2制备的CsPbI3量子点在空气中放置不同时间的XRD图谱；
[0021]图2为本专利技术实施例2制备的CsPbI3‑
硬脂酸锰复合物粉末在空气中放置不同时间的XRD图谱。
[0022]图3为实施例2制得的CsPbI3‑
硬脂酸锰复合物的TEM图谱；
[0023]图4为对比例2中的CsPbI3量子点和实施例2中的CsPbI3‑
硬脂酸锰复合物放置在潮湿空气中不同时间得到的PL强度变化图谱。
[0024]图5为将对比例1的CsPbBr3量子点和对比例2的CsPbI3量子点各自的的PL图谱，以及两者混合在一起1周后得到的PL图谱。
[0025]图6为将实施例1的CsPbBr3‑
硬脂酸锰复合物和实施例2的CsPbI3‑
硬脂酸锰复合物各自的的PL图谱，以及两者混合在一起1周后得到的PL图谱。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，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。
[0027]对比例1
[0028]本对比例提供一种全无机钙钛矿CsPbBr3量子点的合成方法，具体包括如下步骤：
[0029]S1、前驱体油酸铯的合成：在100ml三颈瓶中加入0.8g碳酸铯Cs2CO3、2.5ml油酸OA、30ml十八烯ODE，加热到120℃，抽真空1小时，然后通入氮气N2，升温至150℃，在此温度下进行反应，直到Cs2CO3与OA完全反应，溶液变为澄清透明，即可停止反应。将溶液转移到密闭容器中，降至室温后，溶液分层，底部为淡黄色絮状沉淀，上清液为浅褐色油状液体。使用前，需将溶液预加热到100℃，保证油酸铯完全溶解，才可注入到铅源溶液中。
[0030]S2、全无机钙钛矿CsPbBr3量子点的合成与初步提纯：在25ml三颈瓶中加入0.188mmol溴化铅(0.069g PbBr2)和5ml十八烯ODE，加热到120℃，抽真空1小时，然后通入N2，加入0.5ml油酸OA和0.5ml油胺OLA，此时卤化铅粉末溶解，溶液由无色变为淡黄色。升温至150℃时，快速注入0.4ml油酸铯前驱体，反应5秒钟后，立即将三颈瓶放入冰浴中冷却，使CsPbBr3量子点停止生长。
[0031]S3、将得到的CsPbBr3量子点原始溶液以10000rpm的速度离心5分钟，倒掉上清液，将沉淀重新分散于甲苯中。再次以5000rpm的速度离心5分钟，底部有少量沉淀，取上部的胶体溶液备用。
[0032]对比例2
[0033]本对比例提供一种全无机钙钛矿CsPbI3量子点的合成方法，具体包括如下步骤：
[0034]S1、前驱体油酸铯的合成：在100ml三颈瓶中加入0.8g碳酸铯Cs2CO3、2.5ml油酸OA、30ml十八烯ODE，加热到120℃，抽真空1小时，然后通入氮气N2，升温至150℃，在此温度下进行反应，直到Cs2CO3与OA完全反应，溶液变为澄清透明，即可停止反应。将溶液转移到密闭容器中，降至室温后，溶液分层，底部为淡黄色絮状沉淀，上清液为浅褐色油状液体。使用前，需将溶液预加热到100℃，保证油酸铯完全溶解，才可注入到铅源溶液中。
[0035]S2、全无机钙钛矿CsPbI3量子点的合成与初本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将全无机钙钛矿量子点分散于非极性溶剂中，制得胶体溶液；S2、在胶体溶液中加入硬脂酸锰粉末，混合均匀，得到混合液；S3、将混合液离心分离去除上清液，底部沉淀烘干后研磨，即制得钙钛矿量子点
‑
硬脂酸锰复合物粉末。2.根据权利要求1所述的快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法，其特征在于，所述全无机钙钛矿量子点为钙钛矿量子点CsPbX3，X为Cl、Br、I、Cl/Br、Br/I中的一种。3.根据权利要求1所述的快速提高全无机钙钛矿量子点稳定性的后处理方法，其特征在于，步骤S1所述的全无机钙钛矿量子点通过热注入法、过饱和重结晶法、溶剂热法、超声波辅助法中的任意一种方法制得...

【专利技术属性】
技术研发人员：常亚婧，陈宗胜，张金花，李志刚，刘丽萍，王亚辉，王俊儒，虞海秀，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：