一種金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的制備方法
【技術領域】
[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領域。
【背景技術】
[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注。液相合成的有機金屬鹵化物鈣鈦礦材料的光轉化效率可達20%以上，具有很寬的發(fā)光光譜，載流子迀移率大，激子結合能小、擴散長度大，適用于制備高量子效率、光學帶隙可調(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)控對于構筑高性能全溶液的光電器件具有非常深遠的意義。

【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前驅體溶液；
[0009]步驟3，將反應前驅體溶液注入到反應溶劑中，攪拌使反應完全，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，反應溫度為25°C?100°C。
[0014]優(yōu)選地，步驟3中，所述的反應溶劑選自甲苯、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行調(diào)控，而且不同形貌的量子點分散性好，結晶性優(yōu)良；2)本發(fā)明所需的原材料簡單，反應時間短，操作簡單，反應條件溫和，重復率高，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]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[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溶劑中，最后BX2和AX在表面活性劑的作用下迅速反應生成不同形貌的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行，無需惰性氣體保護；
[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前驅體溶液； 步驟3，將反應前驅體溶液注入到反應溶劑中，攪拌使反應完全，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溶劑中，最后BX2和AX在表面活性劑的作用下迅速反應生成不同形貌的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溶劑改變金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點的形貌，進而實現(xiàn)了對金屬鹵化物無機鈣鈦礦量子點性能的調(diào)控，對于構筑高性能全溶液的光電器件具有深遠的意義。
【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
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月1日