一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料及其制备方法，将有机配体、PbBr2、CsBr放入烧杯并用N,N

【技术实现步骤摘要】
一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于光电功能材料
，具体涉及一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，发光材料广泛应用于光电子领域，在我们的社会发展中起着重要作用。发光材料的质量特别重要，这取决于一些关键因素，包括量子产率、光学纯度和光谱稳定性。铯铅卤化物钙钛矿(CsPbX3，X＝Cl，Br，I)量子点材料具有优异的光电特性，拥有窄带发射光谱、较高的光致发光量子产率、全光谱可调，因此成为了近年来被广泛研究的热门材料，在太阳能电池、LED照明和激光等应用领域有巨大的潜力。
[0003]基于全无机钙钛矿量子点的白光LED的发光效率普遍较低(20～60lm/W)，这主要与全无机钙钛矿量子点的光转换效率低有关。全无机钙钛矿量子点的转换效率远低于传统荧光粉，这源于全无机钙钛矿量子点的重吸收效应。全无机钙钛矿量子点在受激发下发光，部分全无机钙钛矿量子点发射出的光被相邻的量子点吸收并转化为热能，导致大量的光能损失。高的光转换损耗还会导致工作温度升高并加速钙钛矿量子点的热猝灭，破坏基于全无机钙钛矿量子点的白光LED的工作稳定性。因此，低的转换效率成为制约基于全无机钙钛矿量子点的白光LED的实际应用的瓶颈之一。
[0004]但钙钛矿量子点在稳定性方面存在严重的问题，其对水氧敏感的特性导致其在空气中的稳定性很差；另外，在钙钛矿量子点溶液中存在明显的阴离子交换过程，即多种不同阴离子的钙钛矿溶液混合时仅表现出一个发射峰。这些问题使钙钛矿在显示等方面应用受到限制。
[0005]近年来，大量工作致力于改善钙钛矿量子点的稳定性，例如表面工程、复合工程和基质封装。其中，基质封装策略已被证明是提高钙钛矿量子点稳定性的有效策略，它将钙钛矿量子点嵌入屏障基质中，并将钙钛矿量子点与水分和氧气隔离。多孔材料被广泛探索作为封装钙钛矿量子点的基质，如：介孔二氧化硅、介孔氧化铝、介孔二氧化钛、分子筛等。然而，由于多孔封装基质的孔结构仍然对周围环境开放并暴露于外部环境，例如水分和氧气。
[0006]因此，为了解决上述问题，本文提出一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料及其制备方法。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术设计了一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料及其制备方法，本专利技术将CsPbBr3量子点包覆于MOF钝化层中，原位合成钙钛矿量子点，可避免CsPbBr3量子点与水接触发生分解，从而提高了CsPbBr3量子点的水稳定性；本专利技术的钙钛矿量子点材料在水中的发射光中心波长位置未发生变化且光强未有明显减弱。
[0008]为了达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料，其特征在于：CsPbBr3量子点表面包覆MOF钝化层，量子点尺寸为5～
10nm。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0010]Step1、将有机配体、PbBr2、CsBr放入烧杯并用N,N
‑
二甲基甲酰胺将其溶解1～20min，此过程中不断搅拌并往溶液中加入去离子水，得到第一前驱体；
[0011]Step2、将所得第一前驱体缓慢滴加到甲苯中得到黄色分散液；
[0012]Step3、将分散液用转子搅拌1～20min，随后沉淀离心，在70℃条件下烘干12h,得到了黄色粉末为第二前驱体，向第二前驱体中加入适量去离子水并用超声处理1～15min即可获得CsPbBr3@MOF材料。
[0013]进一步的，Step1中所述的有机配体为联苯二甲酸，联苯二甲酸与PbBr2的摩尔比在0.8～1.2:1；PbBr2与CsBr的摩尔比为0.8～1.2:1。
[0014]进一步的，Step1中所述的去离子水与联苯二甲酸的摩尔比为0～75:1。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术利用酸性有机配体辅助合成水稳定性全无机钙钛矿可以做到原位合成，这种方法大大提高了反应过程中的元素利用率，没有原料浪费并且由于原位合成的缘故MOF钝化层能够更好的包覆住CsPbBr3量子点，使得量子点在水以及其它极性溶液中展现出更为优异的光学性能，经测试利用本专利技术制备的水稳定性全无机钙钛矿量子点材料CsPbBr3@MOF在经过12个月的水浸泡后其发光强度仍然可以达到原样品的90％以上，展现出了极佳的水稳定性；本专利技术的制备方法简单且在室温下就可以合成，可以实现大规模机械化生产，适于工业化生产和市场推广应用。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为实施例1的钙钛矿量子点XRD图；
[0019]图2为实施例1的钙钛矿量子点在365nm激发下的发射光谱；
[0020]图3为水浸泡12个月后的实施例1钙钛矿量子点在365nm激发下的发射光谱；
[0021]图4为实施例2的钙钛矿量子点XRD图；
[0022]图5为实施例2的钙钛矿量子点在365nm激发下的发射光谱；
[0023]图6为水浸泡12个月后的实施例2钙钛矿量子点在365nm激发下的发射光谱；
[0024]图7为实施例3的钙钛矿量子点XRD图；
[0025]图8为实施例3的钙钛矿量子点在365nm激发下的发射光谱；
[0026]图9为水浸泡12个月后的实施例3钙钛矿量子点在365nm激发下的发射光谱；
[0027]图10为实施例4的钙钛矿量子点XRD图；
[0028]图11为实施例4的钙钛矿量子点在365nm激发下的发射光谱；
[0029]图12为水浸泡12个月后的实施例4钙钛矿量子点在365nm激发下的发射光谱。
具体实施方式
[0030]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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]实施例1
[0032]一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料的制备方法：
[0033]联苯二甲酸：PbBr2：CsBr＝1:1.5:1,去离子水0ul,DMF 50ml,使用100mL烧杯制备的CsPbBr3@MOF材料。
[0034]具体包括以下步骤：
[0035](1)将有机配体联苯二甲酸，PbBr2,CsBr,放入烧杯并用N,N
‑
二甲基甲酰胺将其溶解，此过程中不断搅拌，得到第一前驱体；
[0036](2)取适量甲苯放于烧杯中，将(1)所得第一前驱体缓慢滴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料，其特征在于：CsPbBr3量子点表面包覆MOF钝化层，量子点尺寸为5～10nm。2.根据权利要求1所述的一种水稳定性无机钙钛矿量子点材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1、将有机配体、PbBr2、CsBr放入烧杯并用N,N
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二甲基甲酰胺将其溶解1～20min，此过程中不断搅拌并往溶液中加入去离子水，得到第一前驱体；Step2、将所得第一前驱体缓慢滴加到甲苯中得到黄色分散液；Step3、将分散液用转子搅拌1～20min，随后沉淀离心，在70℃条件下烘干1...

【专利技术属性】
技术研发人员：华健，杨正猛，王齐，邱建备，龙章文，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：