CN113667473A - 零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料及其制备方法与应用 - Google Patents
零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113667473A CN113667473A CN202111034542.7A CN202111034542A CN113667473A CN 113667473 A CN113667473 A CN 113667473A CN 202111034542 A CN202111034542 A CN 202111034542A CN 113667473 A CN113667473 A CN 113667473A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- luminescent material
- zero
- metal halide
- inorganic hybrid
- hybrid metal
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 38
- VMPVEPPRYRXYNP-UHFFFAOYSA-I antimony(5+);pentachloride Chemical compound Cl[Sb](Cl)(Cl)(Cl)Cl VMPVEPPRYRXYNP-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 9
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 9
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- HWSZZLVAJGOAAY-UHFFFAOYSA-L lead(II) chloride Chemical compound Cl[Pb]Cl HWSZZLVAJGOAAY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 5
- RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N endosulfan Chemical compound C12COS(=O)OCC2C2(Cl)C(Cl)=C(Cl)C1(Cl)C2(Cl)Cl RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 4
- FAPDDOBMIUGHIN-UHFFFAOYSA-K antimony trichloride Chemical compound Cl[Sb](Cl)Cl FAPDDOBMIUGHIN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 229960001701 chloroform Drugs 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000001506 fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Inorganic materials O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
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
- C09K11/08—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
-
- 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
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- 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
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了零维有机‑无机杂化金属卤化物发光材料及制备方法。零维有机‑无机杂化金属卤化物发光材料的化学通式为：(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)2‑2x(SbCl5)2x，其中，C9NH20 +为1‑丁基‑1‑甲基吡咯烷的阳离子；0＜x＜100mol％。本发明的激发波长范围为300‑450nm，该发光材料存在双峰发射，发射峰位于518nm和660nm。通过改变激发波长和x值，可以改变两个发射峰的强度值，实现发光颜色从绿色至暖白色至橙色的连续变化。本发明的发光材料可用于制造多光色发光器件，以及应用于荧光粉、防伪、光谱转换和示踪标记等领域。
Description
技术领域
本发明涉及可调谐发光、光源检测及显示等领域，特别涉及一种零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料及其制备方法与应用。
背景技术
有机-无机杂化金属卤化物材料作为一种新兴的半导体化合物，一般是通过有机分子和无机分子自组装而形成的，由于具有优异的载流子传输特性、光吸收性质以及突出的光电特性，因此在光电探测、发光二极管以及太阳能电池等领域得到了大量的研究。理论上，通过调节有机配体和无机多面体的组分，可以得到不同维度(三维、二维、一维甚至零维)的金属卤化物材料。其中，零维有机-无机杂化金属卤化物作为新一代发光材料引起了研究者的极大兴趣。其颜色可调性和优异的发光效率可归功于此类杂化金属卤化物的结构特点，即无机多面体规则有序地嵌置在高能带有机阳离子中，彼此完全独立，形成完美的零维“主-客”体系。通常，零维有机-无机杂化金属卤化物具有“软”的晶格特性，通过电子-声子的强耦合作用，受激发后产生的电子-空穴对很容易引起晶格畸变从而被晶格捕获，形成自陷态激子(STEs)，从而导致了高效率的宽带荧光发射。与传统的有机-无机杂化金属卤化物相比，零维材料具有合成简便、成本低、效率高、无自吸收等优点。然而，目前关于零维有机-无机杂化金属卤化物的研究还比较少。
另一方面，若发光材料被不同的激发波长激发能实现可调谐发光，则可用于对不同发射波长的检测或防伪技术，同时也可以适用于不同场景对于不同光色的要求。
因此，目前在可调谐发光材料的稀缺背景下，研发具有强稳定性、高发光强度的零维有机-无机杂化金属卤化物可调谐发光材料具有广泛的应用前景和重要的科学意义。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料，该发光材料可以制备成多光色发光器件或显示器件及光电检测器件。
本发明所提供的发光材料的化学组成式为(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)2-2x(SbCl5)2x，其中，C9NH20 +为1-丁基-1-甲基吡咯烷的阳离子；0＜x＜100mol％。
在一个实施方式中，所述发光材料的激发波长范围为300-450nm，发射波长范围为400-850nm，发射峰位于518nm和660nm。
在一个实施方式中，所述发光材料在所述激发波长范围内的不同激发波长下被激发时，其发光颜色从绿至暖白至橙连续变化。
在一个实施方式中，所述发光材料在所述x值范围内的不同化学组成使得其发光颜色从绿至暖白至橙连续变化。
本发明的另一个目的是提供一种用于制备零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料的方法，包括以下步骤：
按化学组成式(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)2-2x(SbCl5)2x分别称重C9NH20Cl、含Pb化合物、含Mn化合物和含Sb化合物作为原料，向反应容器中添加所述原料；
向所述反应容器中添加酸或有机溶剂，50-70℃搅拌，得到澄清溶液；
向所述澄清溶液中加入不良溶剂并冷却，得到所述零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料。
在一个实施方式中，所述含Pb的化合物为含Pb的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或氯化物，优选为PbCl2；含Mn的化合物为含Mn的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或氯化物，优选为MnCl2；含Sb的化合物为含Sb的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或氯化物，优选为SbCl3。
在一个实施方式中，所述酸为盐酸、醋酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸中的一种或几种。
在一个实施方式中，所述有机溶剂为二甲基亚砜、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。
在一个实施方式中，所述不良溶剂为三氯甲烷、***、丙酮中的一种或几种。
在一个实施方式中，所述冷却以0.01-1℃/min的降温速率进行。
本发明的又一个目的是提供所述零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料在制备多光色发光器件或显示器件及光电检测器件中的应用。
本发明所提供的发光材料的激发波长范围在300-450nm，发射光谱范围400-850nm，通过调整激发波长和x值，所述材料表现出发光从绿到暖白到橙光的连续变化；具备优良的物理、化学稳定性。
附图说明
图1为本发明的实施例1、实施例2及实施例3制备的样品的粉末X射线衍射(XRD)图。
图2为本发明的实施例1制备的样品在518nm监测下的光致发光激发(PLE)光谱和330nm激发下的发射光谱(PL)。
图3为本发明的实施例1制备的样品在660nm监测下的光致发光激发(PLE)光谱和365nm激发下的发射光谱(PL)。
图4为本发明实施例1在空气中暴露0-60天后的X射线衍射(XRD)图。
图5为本发明的实施例2制备的样品在365nm激发下的发射光谱(PL)。
图6为本发明的实施例3制备的样品在365nm激发下的发射光谱(PL)。
具体实施方式
本发明提供了零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料，所述发光材料的化学组成式为(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)2-2x(SbCl5)2x，其中，C9NH20 +为1-丁基-1-甲基吡咯烷的阳离子；0＜x＜100mol％。在一个实施方式中，所述发光材料的激发波长范围为300-450nm，发射波长范围为400-850nm，发射峰位于518nm和660nm。通过调整激发波长和x值，其发光颜色从绿至暖白至橙连续变化。该发光材料可用于制造多光色发光器件，以及应用于荧光粉、防伪、光谱转换和示踪标记等领域。
本发明还提供了用于制备零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料的方法，该方法简单，易于大规模推广。所述方法包括以下步骤：
按化学组成式(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)2-2x(SbCl5)2x分别称重C9NH20Cl、含Pb化合物、含Mn化合物和含Sb化合物作为原料，向反应容器中添加所述原料；
向所述反应容器中添加酸或有机溶剂50-70℃搅拌，得到澄清溶液；
向所述澄清溶液中加入不良溶剂并冷却，得到所述零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料。
在一个实施方式中，所述含Pb的化合物为含Pb的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或氯化物，优选为PbCl2；含Mn的化合物为含Mn的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或氯化物，优选为MnCl2；含Sb的化合物为含Sb的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或氯化物，优选为SbCl3。在一个实施方式中，所述含Pb的化合物为PbCl2；含Mn的化合物为MnCl2；含Sb的化合物为SbCl3。在一个实施方式中，所述酸为盐酸、醋酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸中的一种或几种。在一个实施方式中，所述有机溶剂为二甲基亚砜、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。在一个实施方式中，所述不良溶剂为三氯甲烷、***、丙酮中的一种或几种。在一个实施方式中，所述冷却以0.01-1℃/min的降温速率进行。
本发明又提供了所述零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料在制备多光色发光器件或显示器件及光电检测器件中的应用。
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1、制备化学组成式为(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)1.8(SbCl5)0.2的零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料
根据化学组成式(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)1.8(SbCl5)0.2分别称取(C9NH20)Cl、PbCl2、MnCl2、SbCl3粉末原料，加入反应容器玻璃瓶中，然后加入5ml N,N-二甲基甲酰胺，50℃加热搅拌2h，得到澄清溶液后加入不良溶剂丙酮，放入烘箱中，控制降温速率为0.02℃/min，缓慢冷却到室温后，即可得到化学组成式为(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)1.8(SbCl5)0.2的晶体，研磨后可得到相应粉末。
使用布鲁克D2 PHASER X射线衍射仪对本实施例制备的零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料的粉末进行X射线衍射，获得的本实施例制备的零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料的粉末的X射线衍射(XRD)图谱如图1所示。
使用爱丁堡FS5荧光光谱仪对该粉末进行荧光光谱检测。该粉末在518nm监测下的光致发光激发(PLE)光谱和330nm激发下的发射光谱(PL)如图2所示。在660nm监测下的光致发光激发(PLE)光谱和365nm激发下的发射光谱(PL)如图3所示。
使用布鲁克D2 PHASER X射线衍射仪对本实施例制备的上转换发光材料的稳定性测试，在空气中暴露0-60天后的X射线衍射(XRD)图如图4所示。
从实验结果可以看出，本实施例的发光材料的激发波长范围为300-450nm，有两个激发峰，分别位于330nm和365nm，发射波长范围为400-850nm，发射峰位于518nm和660nm。并且，此种零维有机-无机金属卤化物的物理、化学性能稳定。
本实施例1所制得的发光材料在不同激发波长下的CIE坐标如表1所示。可以看出通过调整激发波长，可以改变518nm和660nm两个发射峰的强度值，实现发光从绿到暖白到橙光的连续变化。
表1
| 激发波长(nm) | CIE坐标 |
| 330 | (0.1471,0.3851) |
| 350 | (0.2216,0.3883) |
| 360 | (0.3432,0.3942) |
| 363 | (0.3882,0.3966) |
| 365 | (0.4130,0.3973) |
| 380 | (0.5316,0.4024) |
实施例2、制备化学组成式为(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)1.2(SbCl5)0.8的零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料
根据化学组成式(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)1.2(SbCl5)0.8分别称取(C9NH20)Cl、PbO、MnCO3、Sb2O3粉末原料，加入反应容器玻璃瓶中，然后加入10ml盐酸，60℃加热搅拌1h，得到澄清溶液后加入不良溶剂***，放入烘箱中，控制降温速率为0.03℃/min，缓慢冷却到室温后，即可得到化学组成式为(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)1.2(SbCl5)0.8的晶体，研磨后可得到相应粉末。
使用布鲁克D2 PHASER X射线衍射仪对本实施例制备的零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料的粉末进行X射线衍射，获得的X射线衍射(XRD)图谱如图1所示。
使用爱丁堡FS5荧光光谱仪对该粉末进行荧光光谱检测。在365nm激发下的发射光谱(PL)如图5所示。
从实验结果可以看出，本实施例的发光材料的发射波长范围为400-850nm，发射峰位于518nm和660nm。
本实施例2所制得的发光材料在不同激发波长下的CIE坐标如表2所示。可以看出通过调整激发波长，可以改变518nm和660nm两个发射峰的强度值，实现发光从绿到暖白到橙光的连续变化。
表2
| 激发波长(nm) | CIE坐标 |
| 330 | (0.1942,0.3765) |
| 350 | (0.3521,0.3861) |
| 355 | (0.4174,0.3908) |
| 360 | (0.4755,0.3955) |
| 365 | (0.5154,0.3987) |
| 380 | (0.5681,0.4037) |
实施例3、制备化学组成式为(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)0.5(SbCl5)1.5的零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料
根据化学组成式(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)0.5(SbCl5)1.5分别称取(C9NH20)Cl、PbCl2、MnCl2、SbCl3粉末原料，加入反应容器玻璃瓶中，然后加入8ml二甲基亚砜，55℃加热搅拌1h，得到澄清溶液后加入不良溶剂三氯甲烷，放入烘箱中，控制降温速率为0.01℃/min，缓慢冷却到室温后，即可得到化学组成式为(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)0.5(SbCl5)1.5的晶体，研磨后可得到相应粉末。
使用布鲁克D2 PHASER X射线衍射仪对本实施例制备的零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料的粉末进行X射线衍射，获得的零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料的粉末X射线衍射(XRD)图谱如图1所示。
使用爱丁堡FS5荧光光谱仪对该粉末进行荧光光谱检测。在365nm激发下的发射光谱(PL)如图6所示。
从实验结果可以看出，本实施例的发光材料的发射波长范围为400-850nm，发射峰位于518nm和660nm。
本实施例3所制得的发光材料在不同激发波长下的CIE坐标如表3所示。可以看出通过调整激发波长，可以改变518nm和660nm两个发射峰的强度值，实现发光从绿到暖白到橙光的连续变化。
表3
| 激发波长(nm) | CIE坐标 |
| 330 | (0.2042,0.3717) |
| 350 | (0.3657,0.3822) |
| 355 | (0.4286,0.3875) |
| 360 | (0.4838,0.3921) |
| 365 | (0.5284,0.3979) |
| 380 | (0.5733,0.4011) |
实施例4至7
按照表4中的化学组成式及化学计量比称取所需原料，其制备方法与实施例1-3相同，所合成样品在365nm激发下的CIE坐标如表4所示。可以看出通过调整x值，可以改变518nm和660nm两个发射峰的强度值，实现发光从绿到暖白到橙光的连续变化。
表4
| 化学组成式 | CIE坐标 | |
| 实施例4 | (C<sub>9</sub>NH<sub>20</sub>)<sub>9</sub>[Pb<sub>3</sub>Cl<sub>11</sub>](MnCl<sub>4</sub>)<sub>1.6</sub>(SbCl<sub>5</sub>)<sub>0.4</sub> | (0.4952,0.3993) |
| 实施例5 | (C<sub>9</sub>NH<sub>20</sub>)<sub>9</sub>[Pb<sub>3</sub>Cl<sub>11</sub>](MnCl<sub>4</sub>)<sub>1.5</sub>(SbCl<sub>5</sub>)<sub>0.5</sub> | (0.5045,0.3991) |
| 实施例6 | (C<sub>9</sub>NH<sub>20</sub>)<sub>9</sub>[Pb<sub>3</sub>Cl<sub>11</sub>](MnCl<sub>4</sub>)<sub>1.35</sub>(SbCl<sub>5</sub>)<sub>0.65</sub> | (0.5102,0.3996) |
| 实施例7 | (C<sub>9</sub>NH<sub>20</sub>)<sub>9</sub>[Pb<sub>3</sub>Cl<sub>11</sub>](MnCl<sub>4</sub>)(SbCl<sub>5</sub>) | (0.5269,0.3993) |
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料，其特征在于，所述发光材料的化学组成式为(C9NH20)9[Pb3Cl11](MnCl4)2-2x(SbCl5)2x，其中，C9NH20 +为1-丁基-1-甲基吡咯烷的阳离子；0＜x＜100mol％。
2.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述发光材料的激发波长范围为300-450nm，发射波长范围为400-850nm，发射峰位于518nm和660nm。
3.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述发光材料在所述激发波长范围内的不同激发波长下被激发时，其发光颜色从绿至暖白至橙连续变化。
4.根据权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述发光材料在所述x值范围内的不同化学组成使得其发光颜色从绿至暖白至橙连续变化。
5.一种用于制备零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料的方法，包括以下步骤：
按化学组成式(C9NH20)9[Pb3Cl11]MnCl4)2-2x(SbCl5)2x分别称重C9NH20Cl、含Pb化合物、含Mn化合物和含Sb化合物作为原料，向反应容器中添加所述原料；
向所述反应容器中添加酸或有机溶剂，50-70℃搅拌，得到澄清溶液；
向所述澄清溶液中加入不良溶剂并冷却，得到所述零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料；
其中，C9NH20 +为1-丁基-1-甲基吡咯烷的阳离子；0＜x＜100mol％。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述含Pb的化合物为含Pb的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或氯化物；
所述含Mn的化合物为含Mn的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或氯化物；
所述含Sb的化合物为含Sb的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或氯化物。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述酸为盐酸、醋酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸中的一种或几种。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲基亚砜、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述不良溶剂为三氯甲烷、***、丙酮中的一种或几种。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述冷却以0.01-1℃/min的降温速率进行。
10.权利要求1-4中任一项所述零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料在制备多光色发光器件或显示器件及光电检测器件中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111034542.7A CN113667473B (zh) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | 零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111034542.7A CN113667473B (zh) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | 零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113667473A true CN113667473A (zh) | 2021-11-19 |
| CN113667473B CN113667473B (zh) | 2023-12-15 |
Family
ID=78548455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111034542.7A Active CN113667473B (zh) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | 零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113667473B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110198538A1 (en) * | 2008-02-16 | 2011-08-18 | Karlsruher Institut for Technologie (KIT) | Inorganic-organic composite luminophore |
| US20190109291A1 (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-11 | Florida State University Research Foundation, Inc. | Organic-Inorganic Hybrid Bulk Assemblies and Methods |
| CN112851526A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-05-28 | 北京科技大学 | 一种有机-无机杂化金属卤化物发光材料及制备方法 |
| CN112877065A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-01 | 北京科技大学 | 一种铅锡基有机-无机杂化发光材料及制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-09-03 CN CN202111034542.7A patent/CN113667473B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110198538A1 (en) * | 2008-02-16 | 2011-08-18 | Karlsruher Institut for Technologie (KIT) | Inorganic-organic composite luminophore |
| US20190109291A1 (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-11 | Florida State University Research Foundation, Inc. | Organic-Inorganic Hybrid Bulk Assemblies and Methods |
| CN111757920A (zh) * | 2017-10-10 | 2020-10-09 | 佛罗里达州立大学研究基金会有限公司 | 有机-无机混合整体组件和方法 |
| CN112877065A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-01 | 北京科技大学 | 一种铅锡基有机-无机杂化发光材料及制备方法和应用 |
| CN112851526A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-05-28 | 北京科技大学 | 一种有机-无机杂化金属卤化物发光材料及制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JUN ZHOU等: "Tunable photoluminescence in Sb3+-doped zero-dimensional hybrid metal halides with intrinsic and extrinsic self-trapped excitons", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C》 * |
| MINGZE LI等: "Optical Functional Units in Zero-Dimensional Metal Halides as a Paradigm of Tunable Photoluminescence and Multicomponent Chromophores", 《ADV.OPTICAL MATER.》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113667473B (zh) | 2023-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112851526B (zh) | 一种有机-无机杂化金属卤化物发光材料及制备方法 | |
| CN107954902A (zh) | 一种宽光谱的有机-无机杂化钙钛矿量子点荧光材料及其制备方法 | |
| Shi et al. | Methanol-induced luminescence vapochromism based on a Sb3+-doped organic indium halide hybrid | |
| CN114032100A (zh) | 一种Sb3+离子激活且颜色可调的钙钛矿型氯化物发光材料 | |
| CN113355092B (zh) | 一种单基质双发射荧光粉及其制备方法与应用 | |
| CN116355612A (zh) | 一种高效发黄光和抗热淬灭的金属卤化物钙钛矿发光材料、其制备方法及应用 | |
| CN110878205A (zh) | 一种碳点基荧光粉、其制备方法及应用 | |
| CN112940722B (zh) | 一种Mn掺杂(Cs/K)3BiCl6钙钛矿衍生物材料及其制备方法和应用 | |
| CN113817467A (zh) | 一种球磨制备掺杂双钙钛矿荧光粉的方法 | |
| CN110845741B (zh) | 一种一维银簇配位聚合物及其制备方法和应用 | |
| CN113736453A (zh) | 一种氮化物近红外荧光材料及其制备方法和应用 | |
| CN113667473B (zh) | 零维有机-无机杂化金属卤化物发光材料及其制备方法与应用 | |
| CN114605659B (zh) | 一种双螺旋结构的Cd-MOF材料及其制备方法和应用 | |
| CN115160346B (zh) | 一种有机-无机杂化金属卤化物发光材料及制备方法 | |
| Sui et al. | Bright and stable quaternary ammonium antimony halides for solid-state lighting | |
| CN113999673B (zh) | 一种远红光荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN113265240B (zh) | 高效蓝光发射性Cd基钙钛矿材料及其制备方法和应用 | |
| CN112357958B (zh) | 一种含铯无铅卤化物双钙钛矿材料Cs2NaBi1-xSnxCl6-x的制备方法 | |
| He et al. | Synthesis and photoluminescence properties of LiEu (W, Mo) 2O8: Bi3+ red-emitting phosphor for white-LEDs | |
| CN109824557B (zh) | 一种同质多晶的四苯乙烯荧光染料及其制备 | |
| CN113937245A (zh) | 一种高效白光有机无机杂化锌基二维钙钛矿材料与制备 | |
| CN113528137A (zh) | 一种Mn掺杂的用于LED植物生长用深红色发光材料及其制备方法和应用 | |
| CN113046063B (zh) | 一种杂化钙钛矿发光材料及其制备方法和应用 | |
| Fan et al. | A ligand strategy retarding monovalent copper oxidation toward achieving Cs 3 Cu 2 I 5 perovskite emitters with enhanced stability for lighting | |
| CN113150777B (zh) | 一种结晶诱导橙红色发光固态碳点的制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |