一種基于重結(jié)晶的全溴基鈣鈦礦藍光量子點及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于納米材料和無機鈣鈦礦發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于重結(jié)晶理論的全溴基鈣鈦礦藍光量子點及其制備方法。以一鍋法配置前驅(qū)體溶液，溴化銫、溴化鉛為反應(yīng)物，油酸、油胺為配體，N,N?二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑；在前驅(qū)體溶液中加入適量甲苯形成混合溶液，使得溶液體系呈現(xiàn)過飽和狀態(tài)；此時，取出少量混合溶液，再次注入10?50倍量混合溶液體積的甲苯，在重結(jié)晶作用下得到極小尺寸且大小近似統(tǒng)一的CsPbBr

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于重結(jié)晶的全溴基鈣鈦礦藍光量子點及其制備方法
本專利技術(shù)屬于納米材料和無機鈣鈦礦發(fā)光材料
，具體涉及一種基于重結(jié)晶的全溴基鈣鈦礦藍光量子點及其制備方法。
技術(shù)介紹
全無機鹵化鉛CsPbX3(X＝Cl,Br,I)鈣鈦礦量子點具有帶隙可調(diào)，載流子遷移率高，光譜范圍覆蓋整個可見光波段以及熒光量子產(chǎn)率極高(>90％)等一系列顯著的優(yōu)勢，因此在光電探測器，激光器，LED照明設(shè)備等光電器件的應(yīng)用中前景廣闊。為了進一步滿足廣泛應(yīng)用的需要，全無機鹵化鉛鈣鈦礦量子點的研究受到了關(guān)注，尤其是藍光CsPbBr3量子點的合成，取得了一定的進展。例如，通過調(diào)整配體的比例生成了形狀可控的二維CsPbBr3納米薄片；通過自組裝的方式又生成了二維CsPbBr3納米立方體，CsPbBr3量子棒以及極小的CsPbBr3納米帶；或是采用摻雜Al3+、Sb3+等離子的方式得到CsPbBr3量子點。這些方式都通過極強的量子限域效應(yīng)使量子點的帶隙調(diào)整到發(fā)射藍光的波段。目前，室溫重結(jié)晶法廣泛應(yīng)用于綠光CsPbBr3量子點的合成之中，且熒光量子產(chǎn)率達到了95％，同時，使用重結(jié)晶法可制備藍光CsPbBr3量子點，熒光量子產(chǎn)率也達到了75％，但與發(fā)射綠光的CsPbBr3量子點熒光量子產(chǎn)率相比仍有一些差距，同時需要在低溫(-20℃)條件下進行，限制了該合成方法在藍光CsPbBr3納米材料制備中的進一步應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供了一種采用室溫下飽和重結(jié)晶分兩步合成藍光CsPbBr3量子點的方法，制得的基于重結(jié)晶的全溴基鈣鈦礦藍光量子點具有高熒光量子產(chǎn)率。為了解決本專利技術(shù)的技術(shù)問題，所采取的技術(shù)方案為，一種基于重結(jié)晶的全溴基鈣鈦礦藍光量子點的制備方法，包括如下步驟：S1、在室溫下將溴化鉛、溴化銫以及配體加入DMF溶劑中攪拌溶解，其中溴化銫與溴化鉛在DMF溶劑中的添加量均為0.004mmol/ml，配體與DMF溶劑的體積比為0.15:1，制得前驅(qū)體溶液；S2、攪拌前驅(qū)體溶液，并加入體積與前驅(qū)體溶液的體積比為(0.5-2):1的非極性溶劑，制得過飽和狀態(tài)的混合溶液；S3、自步驟S2的混合溶液生成5分鐘內(nèi)，向混合溶液中加入體積為混合溶液體積10-50倍的非極性溶劑，制得藍光量子點溶液；S4、將藍光量子點溶液在真空干燥箱中進行濃縮，然后加入過量反溶劑后進行離心分離，即得到提純后的全溴基鈣鈦礦藍光量子點。作為上述制備方法進一步的改進：優(yōu)選的，步驟S1中所述配體由油酸和油胺以2:1的體積比組成。優(yōu)選的，步驟S2中所述非極性溶劑與前驅(qū)體溶液的體積比為1:1。優(yōu)選的，步驟S2和S3中所述非極性溶劑為甲苯。優(yōu)選的，步驟S4中所述反溶劑為乙酸甲酯，所述離心分離的轉(zhuǎn)速為10000-12000r/min。為解決本專利技術(shù)的另一個技術(shù)問題，所采取的技術(shù)方案為，一種由上述任一制備方法制得的基于重結(jié)晶的全溴基鈣鈦礦藍光量子點。本專利技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：1、本專利技術(shù)采用重結(jié)晶法，在原有室溫法的基礎(chǔ)上將反應(yīng)過程分成兩步進行，從而控制合成CsPbBr3量子點的尺寸大小。首先通過一鍋法合成前驅(qū)體溶液，隨后分兩步加入非極性溶劑。第一步將非極性溶劑加入前驅(qū)體溶液的過程中，大大降低了PbBr2，CsBr在DMF溶劑中的溶解度并且產(chǎn)生大量CsPbBr3晶核；此時第二步將大量非極性溶劑加入混合溶液的過程中，由于CsPbBr3量子點在DMF溶劑中的溶解度急劇下降，重結(jié)晶瞬間發(fā)生并且CsPbBr3量子點在第一步晶核基礎(chǔ)上繼續(xù)生長。第一步中由于生成大量CsPbBr3晶核，則意味著第二步中同時生成了大量CsPbBr3量子點，而反應(yīng)物的量是一定的，最后得到的產(chǎn)物CsPbBr3量子點的尺寸便相對較小了。本專利技術(shù)的制備方法操作簡單，快速高效，在室溫下即可完成，為高性能藍光材料的合成提供了一定參考。2、采用本專利技術(shù)制備方法通過調(diào)整第二次加入非極性溶劑的量，在一定程度上控制量子點帶隙大小，使得熒光發(fā)射波長出現(xiàn)藍移，制得的全溴基鈣鈦礦藍光量子點的尺寸極小，發(fā)射峰波長在460-480nm之間可調(diào)，具有高達87.20％的熒光量子產(chǎn)率。附圖說明圖1(a)為實施例2制備的藍光CsPbBr3量子點的TEM形貌圖；圖1(b)為實施例2制備的藍光CsPbBr3量子點的XRD圖；圖1(c)為實施例2制備的藍光CsPbBr3量子點的EDS能譜分布圖；圖1(d)為藍光CsPbBr3量子點立方結(jié)構(gòu)的模擬圖；圖2(a)為實施例1制備的藍光CsPbBr3量子點的熒光發(fā)射圖譜以及紫外-可見光吸收圖譜；圖2(b)為實施例2制備的藍光CsPbBr3量子點的熒光發(fā)射圖譜以及紫外-可見光吸收圖譜；圖2(c)為實施例3制備的藍光CsPbBr3量子點的熒光發(fā)射圖譜以及紫外-可見光吸收圖譜。具體實施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本專利技術(shù)進行進一步詳細說明，基于本專利技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。實施例1：1、將反應(yīng)物溴化鉛、溴化銫，配體油酸、油胺加入DMF溶劑中攪拌溶解，通過一鍋法得到前驅(qū)體溶液。溴化銫與溴化鉛的量均為0.02mmol，摩爾比為1：1；配體油酸的量為0.5ml，油胺的量為0.25ml，溶劑DMF的量為5ml。2、加入等量非極性溶劑甲苯5ml，形成過飽和狀態(tài)的混合溶液。生成混合溶液之后的反應(yīng)要快速進行，反應(yīng)可獲得產(chǎn)物的時間大約為5分鐘。3、此時取少量混合溶液100微升，再加入1ml溶劑甲苯，從而得到發(fā)射藍光的極小尺寸CsPbBr3量子點。實施例2：1、將反應(yīng)物溴化鉛、溴化銫，配體油酸、油胺加入DMF溶劑中攪拌溶解，通過一鍋法得到前驅(qū)體溶液。溴化銫與溴化鉛的量均為0.02mmol，摩爾比為1：1；配體油酸的量為0.5ml，油胺的量為0.25ml，溶劑DMF的量為5ml。2、加入等量非極性溶劑甲苯5ml，形成過飽和狀態(tài)的混合溶液。生成混合溶液之后的反應(yīng)要快速進行，反應(yīng)可獲得產(chǎn)物的時間大約為5分鐘。3、此時取少量混合溶液100微升，再加入3ml溶劑甲苯，從而得到發(fā)射藍光的極小尺寸CsPbBr3量子點。實施例3：1、將反應(yīng)物溴化鉛、溴化銫，配體油酸、油胺加入DMF溶劑中攪拌溶解，通過一鍋法得到前驅(qū)體溶液。溴化銫與溴化鉛的量均為0.02mmol，摩爾比為1:1；配體油酸的量為0.5ml，油胺的量為0.25ml，溶劑DMF的量為5ml。2、加入等量非極性溶劑甲苯5ml，形成過飽和狀態(tài)的混合溶液。生成混合溶液之后的反應(yīng)要快速進行，反應(yīng)可獲得產(chǎn)物的時間大約為5分鐘。3、此時取少量混合溶液100微升，再加入5ml溶劑甲苯，從而得到發(fā)射藍光的極小尺寸CsPbBr3量子點。將實施例2制備本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種基于重結(jié)晶的全溴基鈣鈦礦藍光量子點的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：/nS1、在室溫下將溴化鉛、溴化銫以及配體加入DMF溶劑中攪拌溶解，其中溴化銫與溴化鉛在DMF溶劑中的添加量均為0.004mmol/ml，配體與DMF溶劑的體積比為0.15:1，制得前驅(qū)體溶液；/nS2、攪拌前驅(qū)體溶液，并加入體積與前驅(qū)體溶液的體積比為(0.5-2):1的非極性溶劑，制得過飽和狀態(tài)的混合溶液；/nS3、自步驟S2的混合溶液生成5分鐘內(nèi)，向混合溶液中加入體積為混合溶液體積10-50倍的非極性溶劑，制得藍光量子點溶液；/nS4、將藍光量子點溶液在真空干燥箱中進行濃縮，然后加入過量反溶劑后進行離心分離，即得到提純后的全溴基鈣鈦礦藍光量子點。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于重結(jié)晶的全溴基鈣鈦礦藍光量子點的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、在室溫下將溴化鉛、溴化銫以及配體加入DMF溶劑中攪拌溶解，其中溴化銫與溴化鉛在DMF溶劑中的添加量均為0.004mmol/ml，配體與DMF溶劑的體積比為0.15:1，制得前驅(qū)體溶液；
S2、攪拌前驅(qū)體溶液，并加入體積與前驅(qū)體溶液的體積比為(0.5-2):1的非極性溶劑，制得過飽和狀態(tài)的混合溶液；
S3、自步驟S2的混合溶液生成5分鐘內(nèi)，向混合溶液中加入體積為混合溶液體積10-50倍的非極性溶劑，制得藍光量子點溶液；
S4、將藍光量子點溶液在真空干燥箱中進行濃縮，然后加入過量反溶劑后進行離心分離，即得到提純后的全溴基鈣鈦礦藍光量子點。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余大斌，殳博王，常亞婧，張金花，成曉鵬，
申請(專利權(quán))人：中國人民解放軍國防科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：安徽;34