本發(fā)明涉及納米發(fā)光材料以及顯示照明領(lǐng)域，具體涉及一種高熒光量子產(chǎn)率超穩(wěn)定的鈣鈦礦中空納米晶的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鹵化物鈣鈦礦納米晶展現(xiàn)出諸多卓越非凡的光電學(xué)特性，著實(shí)令人矚目。其一，它具備寬的色域，能呈現(xiàn)出豐富多樣的色彩，同時(shí)還具有窄的半峰寬這一極為突出的特性。正是由于半峰寬很窄，使得所發(fā)出的光的色彩純凈度達(dá)到了極高的水平，色彩的辨識(shí)度也由此得到了極大的提高。再者，它具有低的成核溫度這一顯著特點(diǎn)。這一優(yōu)勢(shì)在極大程度上降低了制備的難度與成本，為其大規(guī)模生產(chǎn)創(chuàng)造了極為有利的條件。此外，其成分與尺寸可調(diào)節(jié)的熒光發(fā)射峰更是一大亮點(diǎn)。這一特性為它賦予了極大的靈活性與可定制性，能夠依據(jù)不同的實(shí)際需求，極其精準(zhǔn)地定制出特定波長的光。正因?yàn)辂u化物鈣鈦礦納米晶具有這些優(yōu)異的光電特性，它能夠高效地吸收和轉(zhuǎn)化太陽能，為能源的獲取與利用提供了新的可能。在發(fā)光二極管方面，它憑借其優(yōu)異的色彩特性，能夠呈現(xiàn)出明亮且純凈的光，為照明和顯示技術(shù)帶來了新的契機(jī)。

2、然而，即便金屬鹵化物鈣鈦礦量子點(diǎn)在合成、表征、理論以及器件的應(yīng)用層面都獲取了巨大的成就，但金屬鹵化物鈣鈦礦量子點(diǎn)穩(wěn)定性不佳的問題卻一直未曾得到妥善且有效的解決。當(dāng)金屬鹵化物鈣鈦礦量子點(diǎn)長時(shí)間處于潮濕、富氧、高溫、光照這類環(huán)境之中時(shí)，通常都會(huì)出現(xiàn)材料的降解狀況。這樣的情形會(huì)致使金屬鹵化物鈣鈦礦量子點(diǎn)在存儲(chǔ)、表征、加工等一系列過程中發(fā)生嚴(yán)重的性能衰退，極大地制約了鈣鈦礦量子點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的推廣進(jìn)程以及更進(jìn)一步的發(fā)展態(tài)勢(shì)

3、中空納米晶體在當(dāng)今材料科學(xué)的眾多領(lǐng)域中引起了相當(dāng)顯著且廣泛的關(guān)注。這主要?dú)w因于其獨(dú)特的幾何形狀，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了它與眾不同的特性。例如，大的表面積為其提供了更多的活性位點(diǎn)，能夠更有效地與外界物質(zhì)相互作用。高的承載能力使得它在承受各種壓力和負(fù)載時(shí)表現(xiàn)出色，而低密度的特點(diǎn)則使其在一些對(duì)重量有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場(chǎng)景中具有優(yōu)勢(shì)。此外，中空納米晶體在催化領(lǐng)域、能源存儲(chǔ)方面、藥物遞送流程以及分子分離技術(shù)等方面均具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。迄今為止，許多中空納米結(jié)構(gòu)材料，諸如貴金屬、金屬氧化物、氫氧化物和硫族化物等，都已經(jīng)有了相關(guān)的報(bào)道。然而，截至目前，關(guān)于中空的金屬鹵化物鈣鈦礦納米晶體的研究和報(bào)道仍然處于空白狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種高熒光量子產(chǎn)率超穩(wěn)定的鈣鈦礦中空納米晶的制備方法，包括以下步驟：

2、s1:配制前驅(qū)液a；

3、s2:配制前驅(qū)液b；

4、s3:配制前驅(qū)液c；

5、s4:制備初始的鈣鈦礦中空納米晶溶液；

6、s5:獲得干凈的中空結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦納米結(jié)構(gòu)。

7、進(jìn)一步地，步驟s1具體為：

8、將a鹽、有機(jī)陽離子配體與非配位溶劑予以充分混合，混合過程需在惰性氣體或者真空的嚴(yán)密保護(hù)之下，于特定的溫度條件下持續(xù)攪拌既定的時(shí)長，從而成功獲取澄清透明的前驅(qū)液a；

9、進(jìn)一步地，步驟s2具體為：

10、把鉛源、鹵源與非配位溶劑進(jìn)行混合操作，抽真空處理，然后在設(shè)定好的溫度下反應(yīng)特定時(shí)間，接著通入惰性氣體繼續(xù)反應(yīng)，隨后升高溫度至一定溫度，反應(yīng)一定時(shí)間，然后添加一定數(shù)量的有機(jī)陰離子配體和有機(jī)陽離子配體，加熱并攪拌一定時(shí)間。直至溶液呈現(xiàn)澄清透明的狀態(tài)，方可得到前驅(qū)液b；

11、進(jìn)一步地，步驟s3具體為：

12、將陽離子鹽加到由兩性配體、油酸以及非極性溶劑所組成的混合溶劑當(dāng)中，在預(yù)先設(shè)定好的溫度以及真空度的環(huán)境中攪拌特定時(shí)間，接著通入惰性氣體，并進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁S后升高溫度，反應(yīng)一定的時(shí)間，由此獲得前驅(qū)液c；

13、進(jìn)一步地，步驟s4具體為：

14、將預(yù)先設(shè)定好數(shù)量的前驅(qū)液a添加至前驅(qū)液b當(dāng)中，在一定的溫度下，反應(yīng)一定的時(shí)間，隨后升高溫度，將前驅(qū)液c加入，在一定的溫度下，反應(yīng)一定的時(shí)間，然后迅速將此溶液冷卻至室溫，進(jìn)而獲得初始的鈣鈦礦中空納米晶溶液。

15、進(jìn)一步地，步驟s5具體為：

16、將預(yù)先設(shè)定數(shù)量的反溶劑添加至s4制備的溶液當(dāng)中進(jìn)行離心操作。隨后，將所獲得的沉淀加入溶劑再次進(jìn)行分散處理，重復(fù)上述離心步驟多次，以徹底去除鈣鈦礦中空結(jié)構(gòu)在合成過程中所產(chǎn)生的反應(yīng)廢料，最終成功獲得干凈的中空結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦納米結(jié)構(gòu)。

17、進(jìn)一步地，步驟s1中，a鹽選自銫鹽、甲胺鹽以及甲脒鹽中的一種或多種組合。其中，銫鹽為碳酸銫、硫酸銫、碳酸氫銫、硬脂酸銫、醋酸銫以及硝酸銫中的一種。甲胺鹽為碳酸甲胺、硫酸甲胺、碳酸氫甲胺、硬脂酸甲胺、醋酸甲胺和硝酸甲胺中的一種。甲脒鹽為碳酸甲脒、硫酸甲脒、碳酸氫甲脒、硬脂酸甲脒、醋酸甲脒和硝酸甲脒中的一種。有機(jī)陽離子配體為辛酸、油酸、硬脂酸、葵酸、三辛基氧膦中的一種或多種。非配位溶劑可以是但不限于十八烯、辛烷、十二烷中的一種或多種組合。真空度為10mtorr-600mtorr，反應(yīng)過程中所采用的惰性氣體為氮?dú)饣蛘邭鍤?；特定的溫度?5-230℃；攪拌的時(shí)間為20-210min；攪拌轉(zhuǎn)速為200rpm-800rpm。前驅(qū)液a的濃度為0.018-0.682g/ml。

18、進(jìn)一步地，步驟s2中，鉛源可以是但不局限于醋酸鉛、氟化鉛、水陽酸鉛、硬脂酸鉛、碳酸鉛、硝酸鉛、溴化鉛、碘化鉛、氯化鉛、油酸鉛、砷酸鉛、鉻酸鉛、鉬酸鉛、鎢酸鉛、釩酸鉛、鈦酸鉛、硅酸鉛、硼酸鉛、甲酸鉛、丙酸鉛、丁酸鉛、戊酸鉛、己酸鉛、辛酸鉛、壬酸鉛、癸酸鉛、月桂酸鉛、肉豆蔻酸鉛、棕櫚酸鉛、硬脂酸鉛、馬來酸鉛、富馬酸鉛、酒石酸鉛、檸檬酸鉛中的一種或多種；鹵源可以是但不局限氫溴酸、氫碘酸、鹽酸、十八烷基二甲基鹵化銨中的一種或多種；非配位溶劑可以是但不局限于十八烯、辛烷、十二烷一種或多種；反應(yīng)過程中所采用的惰性氣體為氮?dú)饣蛘邭鍤猓挥袡C(jī)陰離子配體可以是但不局限于為油酸、硬脂酸、草酸、巰基丙酸、十二硫醇、巰基乙酸、十一烯酸、辛酸、三辛基氧膦中的一種或多種、有機(jī)陽離子配體可以是但不局限于油胺、十二胺、十六胺、三辛基胺、三丁基胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、辛二胺、癸二胺、苯胺、芐胺、二己胺、三辛基磷、二辛基胺、辛胺中的一種或多種；設(shè)定好的溫度為40-60℃，真空度為1mtorr-500mtorr,反應(yīng)0.5-1小時(shí)，通入惰性氣體后升高溫度至80-160℃，反應(yīng)0.5-1小時(shí)；添加有機(jī)陰離子配體和有機(jī)陽離子配體后加熱至170-200℃并攪拌0.5-1小時(shí)。前驅(qū)液b的濃度0.005-0.874g/ml。

19、進(jìn)一步地，步驟s3中，陽離子鹽是碳酸銣、碘化錫、碳酸鉀、碳酸鈉、鹵化鐵、鹵化錳、鹵化鎳、鹵化銅、鹵化鋅、鹵化銦、鹵化鍶、鹵化鈣中的一種或多種；兩性配體為磺基甜菜堿、磷膽堿、賴氨酸、精氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、天冬氨酸、亞氨基二苯甲酸、谷氨酸、酪氨酸、色氨酸、谷胱甘肽、氨基乙磺酸、甜菜堿、咪唑、吡咯烷酮羧酸、3-吲哚丙酸、4-氨基丁酸、戊氨基戊酸、5-羥基色氨酸、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種或多種。

20、預(yù)先設(shè)定好的溫度是常溫-200℃，真空度為5mtorr-800mtorr，攪拌特定時(shí)間是40min-250min，惰性氣體是氮?dú)饣驓鍤猓ㄈ攵栊詺怏w后攪拌時(shí)間25min-175min，升溫至70-300℃，反應(yīng)時(shí)間為25min-175min。

21、非極性溶劑為十八烯，兩性配體的濃度為0.025-0.173mmol，前驅(qū)液c的濃度0.005-0.847g/ml。兩性配體與非極性溶劑的體積比0.55-2.34。

22、進(jìn)一步地，步驟s4中，a和b的反應(yīng)溫度為100-220℃：反應(yīng)時(shí)間為5s-175min；前驅(qū)液c加入后的應(yīng)溫度為80-250℃；反應(yīng)時(shí)間為10s-180min。

23、進(jìn)一步地，步驟s5中，反溶劑和與溶劑的體積比為0.2-2:1，溶劑為甲苯、正己烷、環(huán)己烷、苯、辛烷中的一種，反溶劑為乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙醇、丙酮中的一種或幾種。鈣鈦礦中科納米結(jié)構(gòu)的濃度為3-48mg/ml。每次離心時(shí)轉(zhuǎn)速為800-10000rpm，離心時(shí)間為1-30min。

24、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:

25、鈣鈦礦納米晶本身還具有發(fā)光半峰寬窄、熒光量子產(chǎn)率高、顏色可調(diào)、帶隙可調(diào)節(jié)、高量子效率、強(qiáng)的光致發(fā)光、量子約束效應(yīng)和長的載流子壽命等優(yōu)點(diǎn)，并且其成本低、儲(chǔ)量豐富、易于合成多種化合物。相比較于傳統(tǒng)的鈣鈦礦納米晶，中空的鈣鈦礦納米晶具有高的熒光量子產(chǎn)率和更高的熒光穩(wěn)定性，同時(shí)可以提供更多的活性位點(diǎn)，這有助于增強(qiáng)物質(zhì)的吸附能力、反應(yīng)活性，而且其多級(jí)殼壁可以有效散射入射光，從而提升光催化性能等。更重要的是，中空的鈣鈦礦納米晶能夠負(fù)載更多的其他物質(zhì)，而且可靈活選擇電荷分離輸運(yùn)性能優(yōu)異的材料或在殼壁上構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)，有利于光生電子和空穴的分離，進(jìn)而提高相關(guān)性能。