本發(fā)明涉及一種單晶納米線的制備方法和用途，尤其是一種斜方相碘化銫鉛單晶納米線的制備方法和用途。

背景技術(shù)：
碘化銫鉛(CsPbI3)具有兩種晶體結(jié)構(gòu)，分別是高溫穩(wěn)定的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和常溫穩(wěn)定的斜方相結(jié)構(gòu)。一維結(jié)構(gòu)碘化銫鉛納米線具有優(yōu)異的發(fā)光特性，已實現(xiàn)了高品質(zhì)的激光輸出；另外，其一維電荷定向傳導(dǎo)的特性，也使其可以方便的構(gòu)筑高效率的光電探測器件。因此，人們?yōu)榱双@得斜方相碘化銫鉛納米線，做出了不懈的努力，如題為“Solution-PhaseSynthesisofCesiumLeadHalidePerovskiteNanowires”，Am.Chem.Soc.,2015，137(29)，9230-9233(“溶液相合成銫鉛鹵化物鈣鈦礦型納米線”，《美國化學(xué)學(xué)會雜志》2015年第137卷第29期第9230～9233頁)的文章。該文中提及的斜方相碘化銫鉛納米線的長度為微米級；其制備方法采用液相法，具體過程為先使用碳酸銫、油酸和十八烯依次于120℃真空干燥1h、氮氣保護(hù)和150℃下制作銫-油酸溶液，再使用十八烯、碘化鉛、油酸和油胺依次于120℃真空干燥1h、氮氣保護(hù)和180℃下1h制作碘化鉛溶液，隨后，先將碘化鉛溶液迅速升溫至250℃后，向其中加入銫-油酸溶液，并持續(xù)加熱10min，得到混合液，再將混合液置于冰水浴中冷卻后，將其依次于6000r/min下離心分離、使用正己烷溶液對分離得到的固態(tài)物進(jìn)行多次的清洗，獲得產(chǎn)物。這種產(chǎn)物雖能夠在320nm光的激發(fā)下產(chǎn)生綠色熒光，卻和其制備方法都存在著不足之處，首先，產(chǎn)物的長度過短，僅幾微米，不利于應(yīng)用于全波段發(fā)光和顯示器件；其次，制備方法涉及的反應(yīng)物過多，高達(dá)8種，且反應(yīng)的溫度偏高，同時還需先用幾種原料合成中間反應(yīng)物以作為進(jìn)一步化學(xué)反應(yīng)的前驅(qū)體，其技術(shù)的復(fù)雜程度和參數(shù)的控制要求均非常的高，極不利于工業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種制得的納米線長較長、制作過程簡便易行的斜方相碘化銫鉛單晶納米線的制備方法。本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題為提供一種使用上述斜方相碘化銫鉛單晶納米線的制備方法制備的斜方相碘化銫鉛單晶納米線的用途。為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為：斜方相碘化銫鉛單晶納米線的制備方法包括液相法，特別是主要步驟如下：步驟1，先按照碘化鉛(PbI2)和γ-丁內(nèi)酯的重量比為11～15：2的比例，將碘化鉛加入保護(hù)性氣氛、68.5～72.5℃和攪拌下的γ-丁內(nèi)酯中，得到磚紅色濁液，再將碘化銫(CsI)加入磚紅色濁液中，得到混合溶液，其中，碘化銫與磚紅色濁液中碘化鉛的重量比為1～1.5:1～1.2；步驟2，先持續(xù)將混合溶液置于保護(hù)性氣氛、68.5～72.5℃和攪拌下至少80min，得到亮黃色混合溶液，再待亮黃色混合溶液冷卻后，將其置于相對濕度≤20％的68.5～72.5℃下蒸干，制得單晶生長方向為<100>方向，線直徑為0.1～0.15μm、線長≥100μm的斜方相碘化銫鉛單晶納米線。作為斜方相碘化銫鉛單晶納米線的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)：優(yōu)選地，在配制≤10g/L的斜方相碘化銫鉛單晶納米線乙醇分散液后，將其滴至基底上，得到分散狀的斜方相碘化銫鉛單晶納米線。優(yōu)選地，在將碘化鉛加入γ-丁內(nèi)酯中之前，將γ-丁內(nèi)酯置于保護(hù)性氣氛中，于68.5～72.5℃下攪拌15min。優(yōu)選地，碘化鉛的純度≥99％。優(yōu)選地，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛，或氬氣氣氛，或氦氣氣氛，或氖氣氣氛。優(yōu)選地，γ-丁內(nèi)酯的純度≥99％。優(yōu)選地，碘化銫的純度≥99％。優(yōu)選地，亮黃色混合溶液處于保護(hù)性氣氛下冷卻。為解決本發(fā)明的另一個技術(shù)問題，所采用的另一個技術(shù)方案為：使用上述斜方相碘化銫鉛單晶納米線的制備方法制備的斜方相碘化銫鉛單晶納米線的用途為，將斜方相碘化銫鉛單晶納米線作為基礎(chǔ)單元來構(gòu)筑納米線器件或納米線陣列器件，用于使用X射線對其進(jìn)行激發(fā)而產(chǎn)生464±10nm、564±10nm的X射線熒光。作為使用斜方相碘化銫鉛單晶納米線的制備方法制備的斜方相碘化銫鉛單晶納米線的用途的進(jìn)一步改進(jìn)：優(yōu)選地，X射線的波長為0.001～10nm。相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：其一，對制備方法制得的產(chǎn)物分別使用X射線衍射儀、透射電鏡、掃描電鏡和穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀及X射線源進(jìn)行表征，由其結(jié)果可知，產(chǎn)物為斜方相結(jié)構(gòu)的碘化銫鉛，其納米線的單晶生長方向為<100>方向，線直徑為0.1～0.15μm、線長≥100μm。這種由碘化銫鉛合成的產(chǎn)物，既有著納米線長較長的特點，又于波長320～400nm激發(fā)光的激發(fā)下產(chǎn)生出了波長為475nm左右、半峰寬為90nm左右的綠色熒光，還在X射線的照射下產(chǎn)生出了470nm左右、560nm左右的X射線熒光。其二，制備方法簡單、科學(xué)、高效。不僅制得了納米線長較長的產(chǎn)物——斜方相碘化銫鉛單晶納米線，還使其仍保持原有的熒光特性之外，具有了優(yōu)異的X射線熒光特性，更有著制備時所需原料少、，反應(yīng)溫度低、時間短，過程簡便易行、成本低，利于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的特點；進(jìn)而使產(chǎn)物極有望廣泛地應(yīng)用于構(gòu)筑納米光子學(xué)的基礎(chǔ)單元以及光電探測器、高能射線探測等領(lǐng)域。附圖說明圖1是對制備方法制得的產(chǎn)物使用X射線衍射(XRD)儀進(jìn)行表征的結(jié)果之一。其中，XRD譜圖上部的4條譜線均為產(chǎn)物中碘化銫與碘化鉛的重量比為1～1.5:1～1.2時的譜線，其與底部斜方相碘化銫鉛標(biāo)準(zhǔn)卡片——JCPDS:01-074-1970的峰位均相同，該XRD譜圖表明了合成的碘化銫鉛納米線為斜方相結(jié)構(gòu)。圖2是對制得的產(chǎn)物分別使用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)進(jìn)行表征的結(jié)果之一。其中，圖2a為產(chǎn)物的SEM圖像，圖2b為產(chǎn)物的TEM單晶衍射圖；由其可看出，產(chǎn)物的平均線直徑約為0.12um，碘化銫鉛納米線的單晶生長方向為<100>方向，銫、鉛和碘三種元素在納米線內(nèi)的分布是均勻的，納米線生長方向的晶面間距為0.24nm。圖3是對制得的產(chǎn)物使用掃描電鏡進(jìn)行表征的結(jié)果之一。其中，圖3a為產(chǎn)物的SEM圖像，圖3b為經(jīng)分散處理后的產(chǎn)物的SEM圖像。圖4是對制得的產(chǎn)物使用穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光分光光度計和紫外-可見-近紅外分光光譜儀進(jìn)行表征的結(jié)果之一。其中，圖4a為產(chǎn)物受光激發(fā)后產(chǎn)生的熒光譜圖，其右上角的插圖為產(chǎn)物的光吸收譜圖；圖4b為不同碘化銫與碘化鉛重量比的產(chǎn)物的歸一化熒光譜圖。由該圖的光致發(fā)光和光吸收譜可看出，產(chǎn)物受光激發(fā)產(chǎn)生出了波長為475nm左右、半峰寬為90nm左右的綠色熒光；通過調(diào)節(jié)碘化鉛和碘化銫的相對比例，發(fā)光峰強度和寬度均可調(diào)控。圖5是對制得的產(chǎn)物使用穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光分光光度計及X射線源進(jìn)行表征的結(jié)果之一。其中，圖5a為產(chǎn)物受733ev能量的X射線激發(fā)后產(chǎn)生的熒光譜圖，其通過高斯函數(shù)擬合得出了波長為464nm和564nm兩個獨立的熒光峰；圖5b為不同能量的X射線激發(fā)下產(chǎn)物的發(fā)光譜圖。由該圖可看出，在不同電子伏特的X射線激發(fā)下，產(chǎn)物產(chǎn)生的X射線熒光譜都由兩個獨立的熒光峰組成，其既有波長為464nm的峰，也有波長為564nm的峰。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。首先從市場購得或自行制得：純度≥99％的碘化鉛；純度≥99％的γ-丁內(nèi)酯；純度≥99％的碘化銫；作為保護(hù)性氣氛的氮氣、氬氣、氦氣和氖氣。接著，實施例1制備的具體步驟為：步驟1，先將γ-丁內(nèi)酯置于保護(hù)性氣氛中，于68.5℃下攪拌15min后，按照碘化鉛和γ-丁內(nèi)酯的重量比為11：2的比例，將碘化鉛加入保護(hù)性氣氛、72.5℃和攪拌下的γ-丁內(nèi)酯中，得到磚紅色濁液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再將碘化銫加入磚紅色濁液中，得到混合溶液；其中，碘化銫與磚紅色濁液中碘化鉛的重量比為1:1.2。步驟2，先持續(xù)將混合溶液置于保護(hù)性氣氛、68.5℃和攪拌下100min，得到亮黃色混合溶液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再待亮黃色混合溶液處于保護(hù)性氣氛下冷卻后，將其置于相對濕度1％的68.5℃下蒸干；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛，制得近似于圖2和圖3所示，以及如圖1中的曲線所示的斜方相碘化銫鉛單晶納米線。實施例2制備的具體步驟為：步驟1，先將γ-丁內(nèi)酯置于保護(hù)性氣氛中，于69.5℃下攪拌15min后，按照碘化鉛和γ-丁內(nèi)酯的重量比為12：2的比例，將碘化鉛加入保護(hù)性氣氛、71.5℃和攪拌下的γ-丁內(nèi)酯中，得到磚紅色濁液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再將碘化銫加入磚紅色濁液中，得到混合溶液；其中，碘化銫與磚紅色濁液中碘化鉛的重量比為1.1:1.1。步驟2，先持續(xù)將混合溶液置于保護(hù)性氣氛、69.5℃和攪拌下95min，得到亮黃色混合溶液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再待亮黃色混合溶液處于保護(hù)性氣氛下冷卻后，將其置于相對濕度5％的69.5℃下蒸干；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛，制得近似于圖2和圖3所示，以及如圖1中的曲線所示的斜方相碘化銫鉛單晶納米線。實施例3制備的具體步驟為：步驟1，先將γ-丁內(nèi)酯置于保護(hù)性氣氛中，于70.5℃下攪拌15min后，按照碘化鉛和γ-丁內(nèi)酯的重量比為13：2的比例，將碘化鉛加入保護(hù)性氣氛、70.5℃和攪拌下的γ-丁內(nèi)酯中，得到磚紅色濁液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再將碘化銫加入磚紅色濁液中，得到混合溶液；其中，碘化銫與磚紅色濁液中碘化鉛的重量比為1.2:1.15。步驟2，先持續(xù)將混合溶液置于保護(hù)性氣氛、70.5℃和攪拌下90min，得到亮黃色混合溶液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再待亮黃色混合溶液處于保護(hù)性氣氛下冷卻后，將其置于相對濕度10％的70.5℃下蒸干；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛，制得如圖2和圖3所示，以及如圖1中的曲線所示的斜方相碘化銫鉛單晶納米線。實施例4制備的具體步驟為：步驟1，先將γ-丁內(nèi)酯置于保護(hù)性氣氛中，于71.5℃下攪拌15min后，按照碘化鉛和γ-丁內(nèi)酯的重量比為14：2的比例，將碘化鉛加入保護(hù)性氣氛、69.5℃和攪拌下的γ-丁內(nèi)酯中，得到磚紅色濁液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再將碘化銫加入磚紅色濁液中，得到混合溶液；其中，碘化銫與磚紅色濁液中碘化鉛的重量比為1.3:1.05。步驟2，先持續(xù)將混合溶液置于保護(hù)性氣氛、71.5℃和攪拌下85min，得到亮黃色混合溶液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再待亮黃色混合溶液處于保護(hù)性氣氛下冷卻后，將其置于相對濕度15％的71.5℃下蒸干；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛，制得近似于圖2和圖3所示，以及如圖1中的曲線所示的斜方相碘化銫鉛單晶納米線。實施例5制備的具體步驟為：步驟1，先將γ-丁內(nèi)酯置于保護(hù)性氣氛中，于72.5℃下攪拌15min后，按照碘化鉛和γ-丁內(nèi)酯的重量比為15：2的比例，將碘化鉛加入保護(hù)性氣氛、68.5℃和攪拌下的γ-丁內(nèi)酯中，得到磚紅色濁液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再將碘化銫加入磚紅色濁液中，得到混合溶液；其中，碘化銫與磚紅色濁液中碘化鉛的重量比為1.5:1。步驟2，先持續(xù)將混合溶液置于保護(hù)性氣氛、72.5℃和攪拌下80min，得到亮黃色混合溶液；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛。再待亮黃色混合溶液處于保護(hù)性氣氛下冷卻后，將其置于相對濕度20％的72.5℃下蒸干；其中，保護(hù)性氣氛為氮氣氣氛，制得近似于圖2和圖3所示，以及如圖1中的曲線所示的斜方相碘化銫鉛單晶納米線。若為進(jìn)一步地提高產(chǎn)物的分散性，可在配制≤10g/L的斜方相碘化銫鉛單晶納米線乙醇分散液后，將其滴至基底上，得到分散狀的斜方相碘化銫鉛單晶納米線。再分別選用作為保護(hù)性氣氛的氬氣，或氦氣，或氖氣，重復(fù)上述實施例1～5，同樣制得了如或近似于圖2和圖3所示，以及如圖1中的曲線所示的斜方相碘化銫鉛單晶納米線。使用斜方相碘化銫鉛單晶納米線的制備方法制備的斜方相碘化銫鉛單晶納米線的用途為，將斜方相碘化銫鉛單晶納米線作為基礎(chǔ)單元來構(gòu)筑納米線器件或納米線陣列器件，用于使用X射線對其進(jìn)行激發(fā)而產(chǎn)生464±10nm、564±10nm的X射線熒光，得到如圖5所示的結(jié)果；其中，X射線的波長為0.001～10nm。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的斜方相碘化銫鉛單晶納米線的制備方法和用途進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。