一種CsPbBr_xI_3-x納米棒的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CsPbBrxI3?x納米棒的制備方法，包括：制備Cs2CO3?十八烯混合物，然后向該混合物中加入過量油酸，氮氣氛圍下120℃加熱至Cs2CO3與油酸反應(yīng)完全，獲得油酸銫溶液；取PbI2和PbBr2加入十八烯中，氮氣氛圍下加熱至120℃，再加入少量的油胺和油酸并升溫至135℃，加熱至PbI2和PbBr2溶解后，加入油酸銫溶液反應(yīng)10?80min，將反應(yīng)產(chǎn)物冰浴，離心，甲苯提純，即得CsPbBrxI3?x納米棒；其中，銫和鉛的摩爾比為1：1.8，碘和溴摩爾比為2：1。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，簡化了反應(yīng)步驟，縮短了反應(yīng)時間，降低了反應(yīng)所需溫度，而且可以通過反應(yīng)時間的長短來調(diào)整CsPbBrxI3?x納米棒的帶隙和熒光發(fā)射。
【專利說明】
_種GsPbBrx 13-x納米棒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于納米技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及無機鹵化|丐鈦礦的形貌控制及其制備方法， 具體涉及一種CsPbBrxl3-x納米棒的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] CsPbX3納米棒(X為鹵化元素，下同）是一種新型的無機功能材料，在光電應(yīng)用領(lǐng) 域，例如太陽能電池、LED照明、激光、光電檢測等領(lǐng)域，被認為是一類具有優(yōu)良前景的材料。 近年來對于CsPbX3納米棒更是引起了越來越多學(xué)者的興趣，例如美國化學(xué)會的《美國化學(xué) 會志〉沖一篇名為"Solution-Phase Synthesis of Cesium Lead Halide Perovskite Nanowires"（2015,137(29) :9230-9233)的文章詳細報道了CsPbX3納米棒的制備以及機理 討論。該文章采用了液相合成法，經(jīng)過真空脫氣及長時間的高溫加熱反應(yīng)生成CsPbX 3納米 棒，這需要使用到Schlenk line(希萊克技術(shù)），步驟較繁瑣，反應(yīng)時間較長，產(chǎn)率也不太高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種CsPbBrxI3-x納米棒的制備方法，該方法制 備過程簡便，所需時間更短。
[0004] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0005] 1、CsPbBrxl3-x納米棒的制備方法，包括如下步驟：
[0006] (1)首先配制Cs2C03和十八烯的混合物，然后向該混合物中加入過量油酸，氮氣氛 圍下120°C加熱至Cs2C0 3與油酸反應(yīng)完全，獲得油酸銫溶液；
[0007] (2)配制Pbl2、PbBr2、十八烯的混合物，氮氣氛圍下加熱至120°C，再加入少量油胺 和油酸并升溫至135°C，加熱至Pbl 2和PbBr2溶解后，加入步驟(1)獲得的油酸銫溶液反應(yīng)10-80min，將反應(yīng)產(chǎn)物冰浴，離心，甲苯提純，即得CsPbBr xI3-x納米棒;其中，銫和鉛的摩爾比為 1:1.8,碘和溴摩爾比為2:1。
[0008] 優(yōu)選的，所述步驟（1)和步驟(2)中十八烯的用量為能夠?qū)s2C〇3或Pbl 2和PbBr2溶 解即可;步驟(2)中油胺和油酸加入體積比為3:4,加入量以能夠溶解Pbl 2和PbBr2為準(zhǔn)。
[0009] 優(yōu)選的，包括如下步驟：
[00?0] (1)用十八稀配制濃度為21.05mg/ml的CS2CO3-十八稀混合物，然后向混合物中中 加入過量油酸，氮氣氛圍下120°C加熱至Cs2C03與油酸反應(yīng)完全，獲得油酸銫溶液；
[0011] (2)根據(jù)銫和鉛的摩爾比為1:1.8的比例取Pbl2和PbBr2,將兩者混合加入十八烯中 配制成鉛濃度為36mol/L的混合物，將該混合物在氮氣氛圍下加熱至120°C，再加入少量體 積比為3:4的油胺和油酸并升溫至135°C，加熱至Pbl 2和PbBr2溶解后，加入步驟（1)獲得的油 酸銫溶液，反應(yīng)10_80min，將反應(yīng)產(chǎn)物冰浴，離心，甲苯提純，即得CsPbBr xI3-x納米棒;其中， 碘和溴摩爾比為2:1。
[0012] 2、上述制備方法獲得的CsPbBrxI3-x納米棒。
[0013] 為使反應(yīng)更加均勻，本發(fā)明在加熱過程中溶液均處于高速攪拌下。
[0014] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，簡化了反應(yīng)步驟，縮短了反應(yīng)時 間，降低了反應(yīng)所需溫度，納米棒的產(chǎn)率提高，并且產(chǎn)出的納米棒結(jié)構(gòu)均勻，另外，還可以通 過反應(yīng)時間的長短來調(diào)整CsPbBr xl3-x納米棒的帶隙和焚光發(fā)射。本發(fā)明所述納米棒在微納 激光器和半導(dǎo)體二極管方面會有很好的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0015] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖：
[0016] 圖1 CsPbBrxI3-x納米棒的掃描電子顯微鏡圖片；
[0017] 圖2 CsPbBrxI3-x納米棒的透射電子顯微鏡圖片;b圖中的標(biāo)注表示長度為i3A,
[0018] 圖3 CsPbBrxI3-x納米棒的X射線衍射圖；
[0019]圖4 CsPbBrxI3-x納米棒的熒光光譜圖和吸收光譜圖；
[0020] 圖5 CsPbBrxI3-x納米棒的EDS圖，其中a圖為SEM圖，圖中方框內(nèi)是b-e圖的分析區(qū) 域，b圖為Pb元素，顯示藍色；c圖為Br元素，顯示紅色;d圖表示I元素，顯示綠色；e圖為Cs元 素，顯示紫色；
[0021] 圖6不同反應(yīng)時間的CsPbBrxI3-x納米棒-甲苯溶液經(jīng)紫外燈照射圖。
【具體實施方式】
[0022] 本發(fā)明的試劑主要包括:Cs2C03、Pb12、PbBr 2、十八烯(0DE)、油胺(0LA，2 90 % )、油 酸（0A，>99%)。
[0023]本發(fā)明所述CsPbBrxl3-x納米棒的制備方法具體步驟如下：
[0024] (1)用十八稀配制濃度為21.05mg/ml的Cs2C〇3_ODE混合物，然后向該混合物中加入 過量油酸，氮氣氛圍下120°C加熱至Cs2C03與0A反應(yīng)完全，獲得油酸銫溶液；
[0025] (2)根據(jù)銫和鉛的摩爾比為1:1.8的比例取Pb12和PbBr2 (碘和溴摩爾比為2:1)，將 兩者混合加入十八烯中配制成鉛濃度為36mol/L的混合物，然后將該混合物在氮氣氛圍下 加熱至120°C，再加入少量的體積比為3:4的油胺和油酸并升溫至135°C，加熱半個小時之后 Pbl2和PbBr2溶解，然后加入步驟(1)獲得的油酸銫溶液，繼續(xù)反應(yīng)10-80min，將產(chǎn)物冰浴，離 心，甲苯提純，即得CsPbBr xl3-X納米棒。
[0026] 為使反應(yīng)更加均勻，本發(fā)明在加熱過程中溶液均處于高速攪拌下。
[0027] 下面列舉一個具體實施例，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明所述的技術(shù)方 案，但本發(fā)明所述方法不僅限于該實施例。
[0028] -種CsPbBrxl3-X納米棒的制備方法，具體步驟如下：
[0029] 1)將100mg Cs2C03加入3.75mL 0DE中，再加入0.3mL過量0A，氮氣氛圍下120°C加熱 到Cs2C03與0A反應(yīng)完全，獲得油酸銫溶液；
[0030] 2)將55.3mg Pbl2與22mgPbBr2混合加入5mL 0DE中，氮氣氛圍下加熱至120°C再加 入0.5mL 0LA和0.8mL 0A，之后將溫度升至135 °C，加熱30分鐘后加入0.6mL油酸銫溶液;反 應(yīng)5到20分鐘，取出反應(yīng)產(chǎn)物，冰浴，6000rpm離心，然后經(jīng)過甲苯提純(納米棒用甲苯溶解后 再離心），重復(fù)2~3次，可得CsPbBr xI3-x納米棒。
[0031] 將獲得的CsPbBrxI3-x納米棒進行結(jié)構(gòu)、形貌、組成表征，如圖1-6所示。圖1 (SEM圖） 表征了納米棒的形態(tài)，平均長度在15到20μπι，圖2(TEM圖）表征了晶格的大小間距，寬度為 1.3 A;圖3(XRD圖）表征納米棒的晶體結(jié)構(gòu)既有立方晶相，又有正交晶相，圖4(吸收及紫外焚 光圖）表征納米棒的吸收光譜和發(fā)射光譜，吸收光譜峰位在約580nm處，發(fā)射峰在約595nm 處，吸收光譜和發(fā)射光譜有很小的斯托克斯位移。圖5(EDS圖）表征了納米棒的元素分布， Cs，Pb，Br和I元素在納米棒內(nèi)均勻分布，表明CsPbBrxI3-x納米棒被成功制備 ；圖6是10-80min反應(yīng)時間（步驟2中加入油酸銫溶液后的反應(yīng)時間）制備的納米棒在紫外燈下的熒光， 結(jié)果顯示，反應(yīng)時間越長，納米棒熒光越弱。
[0032]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通 過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在 形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1. CsPbBrxl3-x納米棒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 首先配制Cs2CO3和十八烯的混合物，然后向該混合物中加入過量油酸，氮氣氛圍下 120 °C加熱至Cs2CO3與油酸反應(yīng)完全，獲得油酸銫溶液； (2) 配制PbI2、PbBr2、十八烯的混合物，氮氣氛圍下加熱至120°C，再加入少量油胺和油 酸并升溫至135°C，加熱至PbI 2和PbBr2溶解后，加入步驟（1)獲得的油酸銫溶液反應(yīng)10-SOmin，將反應(yīng)產(chǎn)物冰浴，離心，甲苯提純，即得CsPbBr xI3-X納米棒;其中，銫和鉛的摩爾比為 1:1.8,碘和溴摩爾比為2:1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CsPbBrxl3-x納米棒的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)和步 驟(2)中十八烯的用量為能夠?qū)s 2CO3或PbI2和PbBr2溶解即可;步驟(2)中油胺和油酸加入 體積比為3:4，加入量以能夠溶解PbI 2和PbBr2為準(zhǔn)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述CsPbBrxl3-x納米棒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 用十八稀配制濃度為21.05mg/ml的CS2CO3-十八稀混合物，然后向混合物中中加入 過量油酸，氮氣氛圍下120°C加熱至Cs 2CO3與油酸反應(yīng)完全，獲得油酸銫溶液； (2) 根據(jù)銫和鉛的摩爾比為1:1.8的比例取PbI2和PbBr2,將兩者混合加入十八烯中配制 成鉛濃度為36mol/L的混合物，將該混合物在氮氣氛圍下加熱至120 °C，再加入少量體積比 為3:4的油胺和油酸并升溫至135°C，加熱至PbI2和PbBr2溶解后，加入步驟（1)獲得的油酸銫 溶液，反應(yīng)10-80min，將反應(yīng)產(chǎn)物冰浴，離心，甲苯提純，即得CsPbBr xI3-x納米棒;其中，碘和 溴摩爾比為2:1。4. 權(quán)利要求1~3任一項所述的制備方法獲得的CsPbBrxI3-X納米棒。
【文檔編號】C01G21/16GK105883909SQ201610043837
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】唐孝生, 臧志剛, 胡智萍, 邵海兵
【申請人】重慶大學(xué)