一種金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的制備方法，屬于新材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]溶液合成的電子材料因其低成本工藝，輕量級的可伸縮制造等特點引起了人們的廣泛關(guān)注。液相合成的有機金屬鹵化物鈣鈦礦材料的光轉(zhuǎn)化效率可達(dá)20%以上，具有很寬的發(fā)光光譜，載流子迀移率大，激子結(jié)合能小、擴散長度大，適用于制備高量子效率、光學(xué)帶隙可調(diào)、超高載流子迀移率的光電器件，已成為一種非常有潛力的半導(dǎo)體材料。
[0003]目前金屬鈣鈦礦量子點的合成方法很多，制備的有機鈣鈦礦和無機鈣鈦礦材料的形貌都是立方狀，對其形貌的調(diào)控很少。Yichuan Ling等人采用配體修飾輔助沉淀法制備了有機鈣鈦礦納米片，然而這種方法制備出的納米片尺寸不均一，雜質(zhì)成分比較多，對器件性能的影響較大(Ling Y,et al.Bright Light-Emitting D1des Based on OrganometalHalide Perovskite Nanoplatelets[J].Advanced Materials，2016，28(2):305-311.)。全無機鈣鈦礦納米晶材料的形貌對器件性能的影響非常大，調(diào)控全無機鈣鈦礦納米晶材料的形貌進(jìn)而調(diào)控其性能的研究尚未出現(xiàn)。因此，實現(xiàn)全無機鈣鈦礦納米晶材料的形貌調(diào)控對于構(gòu)筑高性能全溶液的光電器件具有非常深遠(yuǎn)的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的制備方法，通過使用不同表面活性劑和反應(yīng)溶劑改變金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的形貌，實現(xiàn)對金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點性能的調(diào)控。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種金屬鹵化物無機|丐鈦礦量子點的制備方法，具體步驟如下:
[0007]步驟I，將金屬鹵化鹽BX2和AX溶于二甲基亞砜(DMSO)中，超聲使其完全溶解；
[0008]步驟2，將表面活性劑加入到步驟I得到的金屬鹵化鹽的DMSO溶液中(ABX3/DMS0)，混合均勻后得到反應(yīng)前驅(qū)體溶液；
[0009]步驟3，將反應(yīng)前驅(qū)體溶液注入到反應(yīng)溶劑中，攪拌使反應(yīng)完全，最后離心、清洗得到金屬鹵化物無機鈣鈦礦ABX3量子點。
[0010]步驟I中，金屬元素A為銫(Cs)或銣(Rb)，金屬元素B為鉛(Pb)、錫(Sn)或錳(Mn)，鹵素X為Cl、Br或I，其中，BX2和AX中的X可相同或不同。
[0011]優(yōu)選地，步驟I中，金屬齒化鹽的濃度為0.2mol/L?lmol/L。
[0012]優(yōu)選地，步驟2中，所述的表面活性劑選自油胺、油酸、十二胺、正辛胺、丁胺或油酸與油胺的混合溶液，金屬鹵化鹽的DMSO溶液與表面活性劑的體積比為20?2:1。
[0013]優(yōu)選地，步驟3中，反應(yīng)溫度為25°C?100°C。
[0014]優(yōu)選地，步驟3中，所述的反應(yīng)溶劑選自甲苯、丙酮、氯苯、氯仿、異丙醇、十八烯或乙腈，攪拌速度為800r/min。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著效果:本發(fā)明提供了一種簡單的溶液法對金屬鹵化物鈣鈦礦量子點的形貌進(jìn)行調(diào)控，而且不同形貌的量子點分散性好，結(jié)晶性優(yōu)良；2)本發(fā)明所需的原材料簡單，反應(yīng)時間短，操作簡單，反應(yīng)條件溫和，重復(fù)率高，產(chǎn)物生成率高;3)本發(fā)明合成的鈣鈦礦材料形貌差別大，不同形貌的量子點光致發(fā)光峰不同，可以通過調(diào)節(jié)形貌實現(xiàn)量子點性能的調(diào)控，具有很高的開發(fā)價值。
【附圖說明】
[0016]圖1為實施例1制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的SEM圖。
[0017]圖2為實施例2制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的SEM圖。
[0018]圖3為實施例3制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的SEM圖。
[0019]圖4為實施例4制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的SEM圖。
[0020]圖5為實施例5制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的SEM圖。
[0021 ]圖6為實施例6制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的SEM圖。
[0022]圖7為實施例7制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的SEM圖。
[0023]圖8為實施例8制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的SEM圖。
[0024]圖9為實施例9制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的SEM圖。
[0025]圖10為實施例1?9制得的金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的光致發(fā)光圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0027]—種金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的制備方法，首先將金屬鹵化鹽BX2和AX溶解在DMSO中，并加入表面活性劑，然后將混合液快速注入到攪拌中的反應(yīng)溶劑中，最后BX2和AX在表面活性劑的作用下迅速反應(yīng)生成不同形貌的ABX3型金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點。
[0028]實施例1
[0029]步驟1、在10mL的圓底燒瓶中分別加入80mL的甲苯，常溫下，打開磁力攪拌，攪拌速度為800r/min，加熱攪拌在空氣中進(jìn)行，無需惰性氣體保護(hù)；
[0030]步驟2、將金屬鹵化鹽PbBr2和CsBr按摩爾比1:1溶解在2mL DMSO中，超聲使金屬鹵化鹽完全溶解，金屬鹵化鹽的濃度為Imo I/L ；
[0031]步驟3、向金屬鹵化鹽的DMSO溶液中加入0.1?ImL油酸作為表面活性劑，將溶液混合均勻；
[0032]步驟4、將步驟3配好的混合液快速注入到加熱攪拌的甲苯中，得到的反應(yīng)產(chǎn)物通過8000r/min離心處理3min，去除上清液，將沉淀再分散在甲苯中即制得CsPbBn納米晶量子點。
[0033]本實施例制得的CsPbBr3納米晶量子點形貌如圖1所示，其光致發(fā)光見圖10曲線I，發(fā)光波長為522.1nm0
[0034]實施例2
[0035]本實施例與實施例1相同，唯一不同的是步驟I中的反應(yīng)溶劑為異丙醇，其他與實施例I相同。
[0036]本實施例制得的CsPbBr3納米晶量子點形貌如圖2所示，其光致發(fā)光的圖見圖10曲線2，發(fā)光波長為521.9nm0
[0037]實施例3
[0038]本實施例與實施例1相同，唯一不同的是步驟I中的反應(yīng)溶劑為丙酮，其他與實施例I相同。
[0039 ]本實施例制得的CsPbBr3納米晶量子點形貌如圖3所示，其光致發(fā)光的圖見圖1O曲線3，發(fā)光波長為522.0nm0
[0040]實施例4
[0041]本實施例與實施例1相同，唯一不同的是步驟I中的反應(yīng)溶劑為氯仿，其他與實施例I相同。
[0042 ]本實施例制得的CsPbBr3納米晶量子點形貌如圖4所示，其光致發(fā)光的圖見圖1O曲線4，發(fā)光波長為519.0nmo
[0043]實施例5
[0044]本實施例與實施例1相同，唯一不同的是步驟I中的反應(yīng)溶劑為氯苯，其他與實施例I相同。
[0045]本實施例制得的CsPbBr3納米晶量子點形貌如圖5所示，其光致發(fā)光的圖見圖10曲線5，發(fā)光波長為522.1nm0
[0046]實施例6
[0047]本實施例與實施例1相同，唯一不同的是步驟3中的表面活性劑為油胺，其他與實施例I相同。
[0048]本實施例制得的CsPbBr3納米晶量子點形貌如圖6所示，其光致發(fā)光的圖見圖10曲線6，發(fā)光波長為522.0nm0
[0049]實施例7
[0050]本實施例與實施例1相同，唯一不同的是步驟3中的表面活性劑為十二胺，其他與實施例1相同。
[0051 ]本實施例制得的CsPbBr3納米晶量子點形貌如圖7所示，其光致發(fā)光的圖見圖10曲線7，發(fā)光波長為518.0nm0
[0052]實施例8
[0053]本實施例與實施例1相同，唯一不同的是步驟3中的表面活性劑為正辛胺，其他與實施例1相同。
[0054]本實施例制得的CsPbBr3納米晶量子點形貌如圖8所示，其光致發(fā)光的圖見圖10曲線8，發(fā)光波長為522.0nm0
[0055]實施例9
[0056]本實施例與實施例1相同，唯一不同的是步驟3中的表面活性劑為丁胺，其他與實施例I相同。
[0057]本實施例制得的CsPbBr3納米晶量子點形貌如圖9所示，其光致發(fā)光的圖見圖10曲線9，發(fā)光波長為515.6nm。
[0058]實施例10
[0059]本實施例與實施例1相同，唯一不同的是步驟2中的金屬鹵化鹽的濃度為0.2mol/L，其他與實施例1相同。
【主權(quán)項】
1.一種金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟I，將金屬鹵化鹽BX2和AX溶于二甲基亞砜中，超聲使其完全溶解； 步驟2，將表面活性劑加入到步驟I得到的金屬鹵化鹽的二甲基亞砜溶液中，混合均勻后得到反應(yīng)前驅(qū)體溶液； 步驟3，將反應(yīng)前驅(qū)體溶液注入到反應(yīng)溶劑中，攪拌使反應(yīng)完全，最后離心、清洗得到金屬鹵化物無機鈣鈦礦ABX3量子點。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟I中，金屬元素A為銫或銣，金屬元素B為鉛、錫或錳，鹵素X為Cl、Br或I，其中，BX2和AX中的X可相同或不同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟I中，所述的金屬鹵化鹽的濃度為0.2mol/L?lmol/L04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2中，所述的表面活性劑選自油胺、油酸、十二胺、正辛胺、丁胺或油酸與油胺的混合溶液。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2中，所述的金屬鹵化鹽的二甲基亞砜溶液與表面活性劑的體積比為20?2:1。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述的反應(yīng)溶劑選自甲苯、丙酮、氯苯、氯仿、異丙醇、十八烯或乙腈。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3中，攪拌速度為800r/min，反應(yīng)溫度為25°C?100°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的制備方法。首先將金屬鹵化鹽BX2和AX溶解在DMSO中，并加入表面活性劑，之后將混合液快速注入到反應(yīng)溶劑中，最后BX2和AX在表面活性劑的作用下迅速反應(yīng)生成不同形貌的ABX3型金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點。本發(fā)明在低溫溶液法體系中通過使用不同的表面活性劑和反應(yīng)溶劑改變金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的形貌，進(jìn)而實現(xiàn)了對金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點性能的調(diào)控，對于構(gòu)筑高性能全溶液的光電器件具有深遠(yuǎn)的意義。
【IPC分類】C09K11/66
【公開號】CN105647530
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】宋繼中, 薛潔, 許蕾夢, 曾海波, 王濤, 李建海
【申請人】南京理工大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月1日