CN109370563A - 一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法 - Google Patents

一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109370563A
CN109370563A CN201811218232.9A CN201811218232A CN109370563A CN 109370563 A CN109370563 A CN 109370563A CN 201811218232 A CN201811218232 A CN 201811218232A CN 109370563 A CN109370563 A CN 109370563A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lead caesium
halogen lead
caesium
halogen
quantum dot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811218232.9A
Other languages
English (en)
Inventor
庞起
辛友伶
金鹏
马秋霞
王桑妮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi University filed Critical Guangxi University
Priority to CN201811218232.9A priority Critical patent/CN109370563A/zh
Publication of CN109370563A publication Critical patent/CN109370563A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/66—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing germanium, tin or lead
    • C09K11/664—Halogenides
    • C09K11/665—Halogenides with alkali or alkaline earth metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供了一种卤铅铯钙钛矿荧光材料。本发明采用质子化氮化碳对卤铅铯量子点进行修饰，诱导卤铅铯量子点进行自组装，形貌由原来的球状变成了二维片状结构，但并不会改变晶型。本发明中质子化氮化碳可以钝化卤铅铯量子点表面的缺陷，进而改善其各方面性能。实施例的实验结果显示，与未修饰的卤铅铯量子点相比，本发明提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料具有较高的紫外吸收强度、荧光强度以及荧光寿命；同时，本发明提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料具有较高的稳定性，在浓度为0.5mg/mL的条件下，本发明提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料在乙醇中超声分散2h的稳定性几乎没有变化，而同样条件下未修饰的卤铅铯量子点的稳定性仅保持58.65％。

Description

一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及荧光材料技术领域，具体涉及一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法。
背景技术
无机卤化钙钛矿纳米晶体由于其优异的发光性能、光谱可调、高的光致发光量子产率(PLQY)等优点在光电应用中备受关注。而纳米晶体(NCs)的光学和电子特性与它们的几何形状和尺寸密切相关，因此制备可控形貌和可调尺寸的稳定纳米材料是化学领域的一个重要目标。
无机卤化钙钛矿纳米晶体可以在室温下通过再沉淀的方法合成，并且通过改变配体和溶剂，已经实现了具有可控尺寸和形状的卤化钙钛矿纳米晶体的制备。但是由于钙钛矿自身稳定性差，在空气、光、热条件下极易分解，发生荧光淬灭等现象，失去光学性能，这些缺点一直困扰着众多研究者。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法，本发明提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料稳定性好，且具有较高的紫外吸收强度、荧光强度以及荧光寿命。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种卤铅铯钙钛矿荧光材料，由包括质子化氮化碳和卤铅铯量子点的制备原料自组装而成；
所述卤铅铯量子点的化学组成为CsPbX3，所述X包括Br和I。
优选地，所述质子化氮化碳的质量与卤铅铯量子点中铅的质量比为(5～30)：100。
优选地，所述卤铅铯量子点中Br和I的摩尔比为(1～9)：(1～9)。
优选地，所述卤铅铯量子点的粒径为3～10nm；所述质子化氮化碳的粒径为2～40nm。
优选地，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的形貌为纳米片，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的尺寸为20～50nm。
本发明提供了上述技术方案所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的制备方法，包括以下步骤：
在搅拌条件下，将质子化氮化碳分散液滴加到卤铅铯量子点分散液中，质子化氮化碳与卤铅铯量子点发生自组装，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料。
优选地，所述质子化氮化碳分散液中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，所述质子化氮化碳分散液中质子化氮化碳的浓度为8～12mg/mL。
优选地，所述卤铅铯量子点分散液的制备方法，包括以下步骤：
将CsCO3、十八烯与油酸混合后进行热处理，得到油酸铯溶液；
将PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺混合，然后向所得体系中加入所述油酸铯溶液，得到CsPbBr3储备液；
将所述CsPbBr3储备液加入到甲苯中，然后向所得体系中加入碘离子交换剂，得到卤铅铯量子点分散液。
优选地，所述搅拌的速率为800～1200r/min；所述自组装的时间为10～20min。
优选地，所述自组装后还包括：
将自组装完成后所得体系进行固液分离，将所得固体物料依次进行洗涤和干燥，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料。
本发明提供了一种卤铅铯钙钛矿荧光材料，由包括质子化氮化碳和卤铅铯量子点的制备原料自组装而成；所述卤铅铯量子点的化学组成为CsPbX3，所述X包括Br和I。本发明采用质子化氮化碳对卤铅铯量子点进行修饰，诱导卤铅铯量子点进行自组装，形貌由原来的球状变成了二维片状结构，但并不会改变晶型。本发明提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料是通过质子化氮化碳对卤铅铯量子点进行修饰而成，质子化氮化碳可以钝化卤铅铯量子点表面的缺陷，进而改善其各方面性能。实施例的实验结果显示，与未修饰的卤铅铯量子点相比，本发明提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料具有较高的紫外吸收强度、荧光强度以及荧光寿命，在激发波长为365nm条件下，荧光量子效率由15％提高到27％，平均荧光寿命由325.5ns提高到615.5ns。同时，本发明提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料具有较高的稳定性，在浓度为0.5mg/mL的条件下，本发明提供的卤铅铯钙钛矿荧光材料在乙醇中超声分散2h的稳定性几乎没有变化，而同样条件下未修饰的卤铅铯量子点的稳定性仅保持58.65％。
附图说明
图1为实施例1制备的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3的TEM图；
图2为实施例1制备的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3在乙醇中相对荧光强度随时间变化的曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种卤铅铯钙钛矿荧光材料，由包括质子化氮化碳和卤铅铯量子点的制备原料自组装而成；
所述卤铅铯量子点的化学组成为CsPbX3，所述X包括Br和I。
在本发明中，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的形貌为纳米片，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的尺寸优选为20～50nm；在本发明中，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的尺寸优选是指所述纳米片的片径尺寸。
在本发明中，所述质子化氮化碳(PCN)的质量与卤铅铯量子点中铅的质量比优选为(5～30)：100，更优选为(7～20)：100，进一步优选为(10～15)：100。
在本发明中，所述卤铅铯量子点中Br和I的摩尔比优选为(1～9)：(1～9)，进一步优选为(1～9)：1，更优选为9：1、8：2、7：3、6：4或5：5。在本发明中，所述卤铅铯量子点的化学组成也可以表示为CsPb(Br/I)3，当所述Br和I的摩尔比为9：1时，所述卤铅铯量子点的化学组成表示为CsPb(Br0.9/I0.1)3；当所述Br和I为其它摩尔比时，所述卤铅铯量子点的化学组成类似的参照上述方式进行表示。
在本发明中，所述卤铅铯量子点的形貌为球形，粒径优选为3～10nm；所述质子化氮化碳的形貌为球形，粒径优选为2～40nm。
本发明提供了上述技术方案所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的的制备方法，包括以下步骤：
在搅拌条件下，将质子化氮化碳分散液滴加到卤铅铯量子点分散液中，质子化氮化碳与卤铅铯量子点发生自组装，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料。
在本发明中，所述质子化氮化碳分散液中溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，所述质子化氮化碳分散液中质子化氮化碳的浓度优选为8～12mg/mL，更优选为10mg/mL。本发明对于所述质子化氮化碳分散液的配制方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的配制方法即可；在本发明的实施例中，具体是将质子化氮化碳与N,N-二甲基甲酰胺进行超声混合，得到质子化氮化碳分散液。
本发明对于所述质子化氮化碳的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法制备得到即可；在本发明中，所述质子化氮化碳的制备方法，优选包括以下步骤：
在氮气保护中，将尿素以4～6℃/min的升温速率由室温升温至500～600℃，保温进行热处理1.5～2.5h；完成所述热处理后，自然冷却至室温后研磨，得到氮化碳(g-C3N4)；
将所述氮化碳与HBr溶液混合后超声进行质子化处理8～12h，其中，所述HBr溶液的质量浓度为45～50％，所述氮化碳和HBr溶液的用量比为0.01g：(1.5～2.5)mL；完成所述质子化处理后，将所得体系以6000～7000r/min的转速进行离心分离5～15min，将所得上清液在75～85℃条件下油浴蒸干，然后将所得剩余物在45～55℃条件下真空干燥10～15h，得到质子化氮化碳(为淡黄色粉末)。
在本发明中，所述卤铅铯量子点分散液的制备方法，优选包括以下步骤：
将CsCO3、十八烯与油酸混合后进行热处理，得到油酸铯溶液；
将PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺混合，然后向所得体系中加入所述油酸铯溶液，得到CsPbBr3储备液；
将所述CsPbBr3储备液加入到甲苯中，然后向所得体系中加入碘离子交换剂，得到卤铅铯量子点分散液。
本发明将CsCO3、十八烯(ODE)与油酸(OA)混合后进行热处理，得到油酸铯溶液。在本发明中，所述CsCO3、十八烯与油酸的用量比优选为(0.80～0.83)g：(8～12)mL：2.5mL，更优选为0.814g：10mL：2.5mL。在本发明中，所述热处理在氮气保护条件下进行；所述热处理的温度优选为145～155℃，更优选为150℃；时间优选为25～35min，更优选为30min。在本发明中，所述热处理过程中CsCO3与油酸会发生反应生成油酸铯，得到油酸铯溶液；所述油酸铯溶液在室温条件下储存会凝固分层，使用前优选预热至100℃。在进行所述热处理前，本发明优选将CsCO3、十八烯(ODE)与油酸(OA)混合后所得物料进行干燥；所述干燥的温度优选为115～125℃，更优选为120℃；干燥的时间优选为0.5～1.5h，更优选为1h。
得到油酸铯溶液后，本发明将PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺混合，然后向所得体系中加入所述油酸铯溶液，得到CsPbBr3储备液。在本发明中，所述PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺的用量比优选为(90～93)mg：(4.5～5.5)mL：(56～60)mg：(63～66)mg，更优选为91.75mg：5mL：58.08mg：64.62mg。在本发明中，所述PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺混合优选在搅拌条件下进行；本发明对于所述搅拌的速率和时间没有特殊的限定，能够将各组分充分混合即可。
在本发明中，PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺混合后所得体系与所述油酸铯溶液的体积比优选为5：(0.2～0.3)，更优选为5：0.25。在本发明中，所述PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺混合后所得体系和PbBr2溶液混合优选在搅拌条件下进行；本发明对于所述搅拌的速率和时间没有特殊的限定，能够将各组分充分混合即可。
得到CsPbBr3储备液后，本发明将所述CsPbBr3储备液加入到甲苯中，然后向所得体系中加入碘离子交换剂，得到卤铅铯量子点分散液。在本发明中，所述碘离子交换剂优选为ZnI2的N,N-二甲基甲酰胺溶液或LiI的N,N-二甲基甲酰胺溶液。在本发明中，所述碘离子交换剂的浓度优选为0.2～0.3mmol/mL，更优选为0.25mmol/mL。
本发明优选通过控制CsPbBr3储备液与碘离子交换剂的体积比，控制所述卤铅铯量子点分散液的卤铅铯量子点中Br与I的摩尔比；在本发明中，具体的，当所述卤铅铯量子点中Br和I的摩尔比为(1～9)：1时，所述CsPbBr3储备液与碘离子交换剂的体积比优选为(1～45)：1，更优选为0.9mL：0.02mL、0.8mL：0.04mL、0.7mL：0.06mL、0.6mL：0.08mL或0.5mL：0.1mL。在本发明中，所述CsPbBr3储备液与甲苯的体积比优选为(0.5～0.9):20。
在本发明中，将所述CsPbBr3储备液加入到甲苯中，然后向所得体系中加入碘离子交换剂的过程优选在搅拌条件下进行；本发明对于所述搅拌的速率没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。在本发明的实施例中，具体是在搅拌条件下，将所述CsPbBr3储备液缓慢加入到甲苯中，得到黄绿色CsPbBr3溶液，然后继续在搅拌条件下向所述黄绿色CsPbBr3溶液中加入碘离子交换剂，随着碘含量的增加，体系颜色逐渐变红，得到卤铅铯量子点分散液。
得到质子化氮化碳分散液和卤铅铯量子点分散液后，本发明在搅拌条件下，将所述质子化氮化碳分散液滴加到卤铅铯量子点分散液中，质子化氮化碳与卤铅铯量子点发生自组装，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料(PCN/CsPb(Br/I)3)。本发明对于所述质子化氮化碳分散液和卤铅铯量子点分散液的用量没有特殊的限定，优选能够保证所述质子化氮化碳的质量与卤铅铯量子点中铅的质量比为(5～30)：100即可。在本发明中，所述搅拌的速率优选为800～1200r/min，更优选为1000r/min。在本发明中，所述自组装的温度优选为室温；时间优选为10～20min，更优选为15min。在本发明中，只要所述质子化氮化碳分散液滴加到卤铅铯量子点分散液中，所述质子化氮化碳与卤铅铯量子点即开始发生自组装；在本发明中，所述自组装的时间具体是以质子化氮化碳分散液滴加完毕计。在本发明中，所述质子化氮化碳分散液的滴加速率优选为2～3min/滴，具体的，是滴加完一滴质子化氮化碳分散液后，搅拌2～3min，再滴加第二滴质子化氮化碳分散液，继续搅拌2～3min，重复进行上述操作，至所述第二滴质子化氮化碳分散液滴加完毕。
完成所述自组装后，本发明优选将自组装完成后所得体系进行固液分离，将所得固体物料依次进行洗涤和干燥，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料。本发明对于所述固液分离的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的固液分离方式即可。在本发明的实施例中，具体采用离心分离；所述离心分离的转速优选为6000～7000r/min，更优选为6500r/min；时间优选为5～15min，更优选为15min。在本发明中，所述洗涤所采用的洗涤试剂优选为甲苯；本发明对于所述洗涤的具体操作方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的洗涤的操作方式即可。在本发明中，所述干燥优选为真空干燥；所述真空干燥的温度优选为40～50℃，更优选为45℃；本发明对于所述真空干燥的时间没有特殊的限定，能够将物料充分干燥即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
配制质子化氮化碳分散液，包括以下步骤：
在氮气保护中，将尿素以5℃/min的升温速率由室温升温至550℃，保温进行热处理2h；完成所述热处理后，自然冷却至室温后研磨，得到氮化碳(g-C3N4)；
将所述氮化碳10mg与2mL HBr溶液(质量浓度为48％)混合后超声进行质子化处理10h，完成所述质子化处理后，将所得体系以6500r/min的转速进行离心分离10min，将所得上清液在80℃条件下油浴蒸干，然后将所得剩余物在50℃条件下真空干燥12h，得到的淡黄色粉末即为质子化氮化碳(PCN)；
称取10mg所述质子化氮化碳与1mLN,N-二甲基甲酰胺超声混合，得到亮黄色的质子化氮化碳分散液。
制备卤铅铯量子点分散液，包括以下步骤：
将0.814g CsCO3、10mL十八烯(ODE)与2.5mL油酸(OA)混合后在120℃条件下干燥1h，然后在氮气保护条件下，升温至150℃，保温0.5h使CsCO3与油酸完全反应，得到油酸铯溶液；
将91.75mg PbBr2、58.08mg已酸、64.62mg辛胺和5mLN,N-二甲基甲酰胺搅拌混合，然后向所得体系中加入0.25mL所述油酸铯溶液，得到CsPbBr3储备液；
在搅拌条件下，将0.9mL所述CsPbBr3储备液缓慢加入到20mL甲苯中，然后向所得黄绿色CsPbBr3溶液中加入0.02mLZnI2的N,N-二甲基甲酰胺溶液(由79.80mg ZnI2加入到1mLN,N-二甲基甲酰胺中超声混合而成)，得到红色卤铅铯量子点分散液(CsPb(Br/I)3分散液，所述CsPb(Br/I)3中Br和I的摩尔比为9：1，具体可表示为CsPb(Br0.9/I0.1)3)。
制备卤铅铯钙钛矿荧光材料，包括以下步骤：
在1000r/min搅拌速率、室温条件下，将91.75μL所述质子化氮化碳分散液以2min/滴的滴加速率滴加到上述所得卤铅铯量子点分散液(20.92mL)中，滴加完毕后继续搅拌15min；将所得体系以6500r/min的转速进行离心分离10min，采用甲苯对所得固体物料进行洗涤，然后在45℃条件下真空干燥，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料(PCN/CsPb(Br/I)3，具体可表示为PCN/CsPb(Br0.9/I0.1)3)。
实施例2
按照实施例1的方法制备卤铅铯钙钛矿荧光材料，不同之处在于，制备卤铅铯量子点分散液时，CsPbBr3储备液的用量为0.8mL，ZnI2的N,N-二甲基甲酰胺溶液的用量为0.04mL；然后按照实施例1的方法利用所得20.84mL卤铅铯量子点分散液(CsPb(Br/I)3分散液，所述CsPb(Br/I)3中Br和I的摩尔比为8：2，具体可表示为CsPb(Br0.8/I0.2)3)与91.75μL质子化氮化碳分散液制备卤铅铯钙钛矿荧光材料(PCN/CsPb(Br/I)3，具体可表示为PCN/CsPb(Br0.8/I0.2)3)。
实施例3
按照实施例1的方法制备卤铅铯钙钛矿荧光材料，不同之处在于，制备卤铅铯量子点分散液时，CsPbBr3储备液的用量为0.7mL，ZnI2的N,N-二甲基甲酰胺溶液的用量为0.06mL；然后按照实施例1的方法利用所得20.76mL卤铅铯量子点分散液(CsPb(Br/I)3分散液，所述CsPb(Br/I)3中Br和I的摩尔比为7：3，具体可表示为CsPb(Br0.7/I0.3)3)与91.75μL质子化氮化碳分散液制备卤铅铯钙钛矿荧光材料(PCN/CsPb(Br/I)3，具体可表示为PCN/CsPb(Br0.7/I0.3)3)。
实施例4
按照实施例1的方法制备卤铅铯钙钛矿荧光材料，不同之处在于，制备卤铅铯量子点分散液时，CsPbBr3储备液的用量为0.6mL，ZnI2的N,N-二甲基甲酰胺溶液的用量为0.08mL；然后按照实施例1的方法利用所得20.68mL卤铅铯量子点分散液(CsPb(Br/I)3分散液，所述CsPb(Br/I)3中Br和I的摩尔比为6：4，具体可表示为CsPb(Br0.6/I0.4)3)与91.75μL质子化氮化碳分散液制备卤铅铯钙钛矿荧光材料(PCN/CsPb(Br/I)3，具体可表示为PCN/CsPb(Br0.6/I0.4)3)。
实施例5
按照实施例1的方法制备卤铅铯钙钛矿荧光材料，不同之处在于，制备卤铅铯量子点分散液时，CsPbBr3储备液的用量为0.5mL，ZnI2的N,N-二甲基甲酰胺溶液的用量为0.1mL；然后按照实施例1的方法利用所得20.6mL卤铅铯量子点分散液(CsPb(Br/I)3分散液，所述CsPb(Br/I)3中Br和I的摩尔比为5：5，具体可表示为CsPb(Br0.5/I0.5)3)与91.75μL质子化氮化碳分散液制备卤铅铯钙钛矿荧光材料(PCN/CsPb(Br/I)3，具体可表示为PCN/CsPb(Br0.5/I0.5)3)。
对实施例1～5制备的卤铅铯钙钛矿荧光材料进行表征和性能测试，具体如下：
图1为实施例1制备的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3的TEM图，其中，图(a)为CsPb(Br/I)3的TEM图，可以看出CsPb(Br/I)3的形貌为球形，粒度为3～10nm，且分散性良好；图(b)为PCN/CsPb(Br/I)3的TEM图，可以看出用PCN修饰CsPb(Br/I)3后，所得PCN/CsPb(Br/I)3由零维球状结构转变成了具有二维结构的纳米片，这是由于PCN表面带有大量的-NH3 +，所以当用PCN修饰CsPb(Br/I)3后，PCN表面的-NH3+和CsPb(Br/I)3中的溴离子、碘离子由于静电作用相互吸引，形成离子键来填充CsPb(Br/I)3表面的空位，形成表面钝化，同时用PCN修饰CsPb(Br/I)3后，会诱导CsPb(Br/I)3进行自组装，由原来的零维球状结构变成了二维片状结构。
对实施例1制备的PCN/CsPb(Br/I)3进行XRD分析，结果显示PCN/CsPb(Br/I)3的晶型与CsPbBr3晶型相同，这说明用PCN修饰CsPb(Br/I)3后不会影响晶型，但是由于碘离子的半径比溴离子大，故PCN/CsPb(Br/I)3的晶型与CsPbBr3晶型相同(PDF54-0752)。
对实施例1制备的PCN、CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3进行红外光谱分析，结果显示，PCN的红外光谱曲线中出现了氮化碳三嗪单元的特征峰(806cm-1处)，所述特征峰并未出现在CsPb(Br/I)3的红外光谱曲线中，但是却出现在PCN/CsPb(Br/I)3的红外光谱曲线中，这说明所述PCN和CsPb(Br/I)3很好的复合在一起，成功的制备了PCN/CsPb(Br/I)3。
对实施例1～5制备的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3进行紫外可见吸收光谱分析(紫外可见吸收光谱的测试范围为300～800nm)，结果显示，CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3的紫外光谱曲线的峰位都随着碘离子浓度的增大而出现红移现象(由500nm左右红移至600nm左右)，这是由于碘离子的增色效应比溴离子大，随着碘离子浓度的增加，吸收峰向着长波的方向移动。对于Br和I摩尔比相同的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3，其紫外吸收峰的位置都一样，没有产生红移或者蓝移的现象，但是在Br和I摩尔比相同的情况下，PCN/CsPb(Br/I)3比CsPb(Br/I)3的紫外吸收强度高，说明采用PCN修饰CsPb(Br/I)3后，能够有效提高紫外吸收强度。
对实施例1～5制备的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3进行荧光发光光谱分析(荧光发光光谱的测试范围为400～800nm)，结果显示，CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3的荧光发光光谱曲线的发射峰的位置都随着碘离子浓度的增大而出现红移现象(由520nm左右红移至620nm左右)，并逐渐出现掺入的碘离子的发射峰(680nm左右)。对于Br和I摩尔比相同的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3，PCN/CsPb(Br/I)3比CsPb(Br/I)3的发光强度高，且与相对应的紫外可见吸收光谱一致，说明采用PCN修饰CsPb(Br/I)3后，能够有效提高荧光强度。
在激发波长为365nm条件下，实施例1制备的CsPb(Br/I)3的荧光量子效率为15％，掺杂PCN后，所得PCN/CsPb(Br/I)3的荧光量子效率提高到27％。
在激发波长为365nm条件下，对根据实施例1制备的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3TRPL衰减曲线进行三指数拟合，计算得到CsPb(Br/I)3的平均荧光寿命(τavg(ns))为325.5ns，PCN/CsPb(Br/I)3的平均荧光寿命(τavg(ns))为612.5ns，而样品衰减是因为缺陷丰富区域中激子的非辐射复合，这说明采用PCN对CsPb(Br/I)3进行修饰后，使PCN/CsPb(Br/I)3具有较少的表面缺陷，因此减少了激子迁移到陷阱状态，延长了荧光寿命。
为了检测样品的稳定性，采用乙醇作为溶剂对样品进行了稳定性测试。具体是分别称取实施例1制备的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3各10mg，分散到20mL乙醇中，并超声处理10min，配成浓度为0.5mg/mL的CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3的乙醇溶液，然后在超声条件下每隔30min测试样品的荧光强度，共测试2h。图2为CsPb(Br/I)3和PCN/CsPb(Br/I)3在乙醇中相对荧光强度随时间变化的曲线图。由图2可知，2h后两种样品的荧光强度发生了不同的变化，PCN/CsPb(Br/I)3样品在乙醇中分散2h后，稳定性几乎没有变化；而CsPb(Br/I)3样品随着时间不断的增加，荧光强度随之不断降低，2h后仅保持58.65％。这说明加入PCN后可以钝化CsPb(Br/I)3表面的缺陷，从而提高稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种卤铅铯钙钛矿荧光材料，由包括质子化氮化碳和卤铅铯量子点的制备原料自组装而成；
所述卤铅铯量子点的化学组成为CsPbX3，所述X包括Br和I。
2.根据权利要求1所述的卤铅铯钙钛矿荧光材料，其特征在于，所述质子化氮化碳的质量与卤铅铯量子点中铅的质量比为(5～30)：100。
3.根据权利要求1所述的卤铅铯钙钛矿荧光材料，其特征在于，所述卤铅铯量子点中Br和I的摩尔比为(1～9)：(1～9)。
4.根据权利要求1所述的卤铅铯钙钛矿荧光材料，其特征在于，所述卤铅铯量子点的粒径为3～10nm；所述质子化氮化碳的粒径为2～40nm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的卤铅铯钙钛矿荧光材料，其特征在于，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的形貌为纳米片，所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的尺寸为20～50nm。
6.权利要求1～5任一项所述卤铅铯钙钛矿荧光材料的制备方法，包括以下步骤：
在搅拌条件下，将质子化氮化碳分散液滴加到卤铅铯量子点分散液中，质子化氮化碳与卤铅铯量子点发生自组装，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述质子化氮化碳分散液中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，所述质子化氮化碳分散液中质子化氮化碳的浓度为8～12mg/mL。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述卤铅铯量子点分散液的制备方法，包括以下步骤：
将CsCO3、十八烯与油酸混合后进行热处理，得到油酸铯溶液；
将PbBr2、N,N-二甲基甲酰胺、已酸与辛胺混合，然后向所得体系中加入所述油酸铯溶液，得到CsPbBr3储备液；
将所述CsPbBr3储备液加入到甲苯中，然后向所得体系中加入碘离子交换剂，得到卤铅铯量子点分散液。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的速率为800～1200r/min；所述自组装的时间为10～20min。
10.根据权利要求6或9所述的制备方法，其特征在于，所述自组装后还包括：
将自组装完成后所得体系进行固液分离，将所得固体物料依次进行洗涤和干燥，得到卤铅铯钙钛矿荧光材料。
CN201811218232.9A 2018-10-17 2018-10-17 一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法 Pending CN109370563A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811218232.9A CN109370563A (zh) 2018-10-17 2018-10-17 一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811218232.9A CN109370563A (zh) 2018-10-17 2018-10-17 一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109370563A true CN109370563A (zh) 2019-02-22

Family

ID=65400429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811218232.9A Pending CN109370563A (zh) 2018-10-17 2018-10-17 一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109370563A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109777417A (zh) * 2019-03-26 2019-05-21 厦门大学 一种红外类钙钛矿发光材料及其制备方法和应用
CN110227532A (zh) * 2019-06-28 2019-09-13 中国计量大学 一种溴化铅铯量子点/氮化碳纳米片光催化剂的制备方法
CN110665525A (zh) * 2019-08-16 2020-01-10 广东工业大学 一种复合氮化碳光催化材料的钙钛矿及其制备方法和应用
CN111477746A (zh) * 2020-04-24 2020-07-31 武汉大学 一种低温掺杂、高光致发光量子产率的钙钛矿薄膜及其制备方法
CN111518558A (zh) * 2019-12-11 2020-08-11 南京大学 C3N4纳米球负载全无机钙钛矿CsPbBr3的制备方法及其电致化学发光细胞传感
CN113603068A (zh) * 2021-08-02 2021-11-05 大连海事大学 一种质子化氮化碳的制备方法及在碳基钙钛矿太阳能电池中的应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107887511A (zh) * 2017-11-22 2018-04-06 苏州大学 一种基于二维材料石墨烯相氮化碳制备钙钛矿太阳能电池的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107887511A (zh) * 2017-11-22 2018-04-06 苏州大学 一种基于二维材料石墨烯相氮化碳制备钙钛矿太阳能电池的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DO-HYUN KWAK ET AL.，: "High performance hybrid graphene–CsPbBr3-xIx perovskite nanocrystal photodetector", 《RSC ADV.》 *
夏唯伟: "石墨相氮化碳及其杂化钙钛矿异质结的制备及其性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109777417A (zh) * 2019-03-26 2019-05-21 厦门大学 一种红外类钙钛矿发光材料及其制备方法和应用
CN110227532A (zh) * 2019-06-28 2019-09-13 中国计量大学 一种溴化铅铯量子点/氮化碳纳米片光催化剂的制备方法
CN110665525A (zh) * 2019-08-16 2020-01-10 广东工业大学 一种复合氮化碳光催化材料的钙钛矿及其制备方法和应用
CN111518558A (zh) * 2019-12-11 2020-08-11 南京大学 C3N4纳米球负载全无机钙钛矿CsPbBr3的制备方法及其电致化学发光细胞传感
CN111518558B (zh) * 2019-12-11 2021-10-26 南京大学 C3N4纳米球负载全无机钙钛矿CsPbBr3的制备方法及其电致化学发光细胞传感
CN111477746A (zh) * 2020-04-24 2020-07-31 武汉大学 一种低温掺杂、高光致发光量子产率的钙钛矿薄膜及其制备方法
CN111477746B (zh) * 2020-04-24 2022-03-04 武汉大学 一种低温掺杂、高光致发光量子产率的钙钛矿薄膜及其制备方法
CN113603068A (zh) * 2021-08-02 2021-11-05 大连海事大学 一种质子化氮化碳的制备方法及在碳基钙钛矿太阳能电池中的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109370563A (zh) 一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法
Jia et al. Stable Cu nanoclusters: from an aggregation-induced emission mechanism to biosensing and catalytic applications
CN108034418B (zh) 一种全无机铅卤钙钛矿纳米复合发光材料及制备方法和应用
CN105733572A (zh) 一种红色氟化物荧光粉及其制备方法和应用
WO2021232578A1 (zh) 一种发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿及其制备方法、应用
CN107298978A (zh) 一种全无机含铅卤化物钙钛矿量子点荧光粉的制备方法
Lü et al. An intense NIR emission from Ca 14 Al 10 Zn 6 O 35: Mn 4+, Yb 3+ via energy transfer for solar spectral converters
CN110205121A (zh) 室温磷光碳点材料及其制备方法与应用
JP3875027B2 (ja) 球状のオルトケイ酸亜鉛系緑色発光蛍光体の製造方法
CN112358875B (zh) 一种水稳性全无机铅卤钙钛矿发光材料及其制备方法
WO2023065535A1 (zh) 一种三聚氰酸包覆卤素钙钛矿纳米混晶的制备方法及其应用
CN107603613A (zh) 一种基于钙钛矿量子点的荧光粉及其制备方法
CN108410448A (zh) 一种油胺作为封装分子的甲基胺溴化铅纳米晶体材料及其制备方法
CN110358529A (zh) 一种具有双模式发光的防伪标签材料及其制备方法与应用
CN109370577B (zh) 一种掺锰的卤化铅铯化合物荧光材料及其制备方法
CN114031506B (zh) 一种新型铜基卤素钙钛矿荧光粉及其制备方法
CN111040760A (zh) 一种荧光可调的Mn掺杂CsPb2ClxBr5-x纳米晶的制备方法
CN113214833B (zh) 一种铕掺杂多孔金属氧化物与卤化物钙钛矿变色发光复合材料及其制备方法与应用
CN110878205A (zh) 一种碳点基荧光粉、其制备方法及应用
CN116478692B (zh) 一种纯蓝色上转换发光纳米材料及制备方法
CN113105886A (zh) 一种发光颜色可变的上转换发光复合纳米粉体及其制备方法和应用
Tang et al. Perovskite quantum dot-coated YAG: Ce composites for warm white light-emitting diodes
CN108531180B (zh) 一种荧光可调型核壳纳米晶及其制备方法
Ding et al. Tunable morphologies, multicolor properties and applications of RE 3+ doped NaY (MoO 4) 2 nanocrystals via a facile ligand-assisted reprecipitation process
CN101914379B (zh) 一种制备氮氧化物荧光粉体的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190222

RJ01 Rejection of invention patent application after publication