一種路易斯堿修飾的膠體金屬鹵化物鈣鈦礦及其制備方法技術

本發明專利技術屬于納米發光材料技術領域，具體為一種路易斯堿修飾的膠體金屬鹵化物鈣鈦礦及其制備方法。本發明專利技術方法包括：將混合有AX、BX與有機配體的前驅體溶液，快速注入到非極性溶劑中，再通過加入反溶劑提純，得到初級膠體金屬鹵化物鈣鈦礦；然后向初級膠體金屬鹵化物鈣鈦礦溶液加入新型配體溶液，得到高性能膠體金屬鹵化物鈣鈦礦。該膠體金屬鹵化物鈣鈦礦包括晶體內核和外層配體；晶體內核為AX和BX構成的正八面體晶體單元形成的有序排列；外層配體為分別具有路易斯酸堿特性的有機配體。本發明專利技術中引入路易斯堿，可以顯著改善膠體鈣鈦礦的光學性能和穩定性。能和穩定性。能和穩定性。

【技術實現步驟摘要】
一種路易斯堿修飾的膠體金屬鹵化物鈣鈦礦及其制備方法


[0001]本專利技術屬于納米發光材料
，具體涉及一種路易斯堿修飾的膠體金屬鹵化物鈣鈦礦及其制備方法。

技術介紹

[0002]膠體量子點通常指的是由幾百到上千個原子組成的無機內核，加上外面包覆的有機配體組成的一種新材料。其量子限域效應可以高效地實現發射光譜的可控調節，因此在照明顯示、太陽能電池以及熒光標記等領域都展現出巨大的應用潛力。
[0003]鈣鈦礦膠體量子點作為一種直接帶隙的新型納米材料，具有發射光譜窄、載流子遷移率高、合成簡便以及成本低廉等優勢。膠體鈣鈦礦主要通過傳統的配體來制備，由于這些配體與鈣鈦礦之間通常處于動態結合狀態，這就使得膠體鈣鈦礦的性能通常會在保存和使用過程中隨著配體的脫落而下降。目前已經有一些方法致力于改善膠體鈣鈦礦的這一不足，但是它們通常涉及到復雜的處理過程，這也嚴重限制了其工業化生產。因此，基于分子設計開發一種新型配體來便捷地提高鈣鈦礦的光學性能和穩定性，是目前鈣鈦礦商業化領域內亟待解決的問題。

技術實現思路

[0004]為進一步改善目前膠體鈣鈦礦的熒光量子效率，同時提高其穩定性，本專利技術提供一種路易斯堿修飾的膠體金屬鹵化物鈣鈦礦及其制備方法，本專利技術方法便捷可控，制備的膠體鈣鈦礦量子效率高、穩定性好，適用于照明和顯示等光電領域。
[0005]本專利技術提供的路易斯堿修飾的膠體金屬鹵化物鈣鈦礦的制備方法，具體步驟為：S1：合成初級膠體金屬鹵化物鈣鈦礦將AX、BX與有機配體溶解在極性溶劑中，配置成前驅體溶液；然后快速注入到非極性溶劑中，攪拌反應，然后加入沉淀劑，離心提純，將沉淀分散到非極性溶劑中，得到初級膠體金屬鹵化物鈣鈦礦溶液；S2：路易斯堿修飾膠體金屬鹵化物鈣鈦礦將路易斯堿和有機配體溶解在非極性溶劑中，得到新型配體溶液（亦稱后處理配體溶液）；將新型配體溶液加入到S1中的初級膠體金屬鹵化物鈣鈦礦溶液中，攪拌反應，即得到高性能膠體金屬鹵化物鈣鈦礦。
[0006]本專利技術中：所述AX中，A包括但不限于IA族金屬離子、CH3NH
3+
或NH2CHNH
2+
中的一種或幾種，X為AII族鹵素陰離子。AX表示由A和X兩種離子組成的鹽；所述BX中，B包括但不限于IIA族金屬離子、IIIA族金屬離子、IVA族金屬離子、IB族金屬離子、IIB族金屬離子或鑭系金屬離子，X為AII族鹵素陰離子；BX表示由B和X兩種離子組成的鹽；所述有機配體包括但不限于R
?
COOH、R
?
NH2或R
?
NH
3+
中的一種或幾種，其中，R為由
C
?
C、C=C、苯環或吡啶環組成的鏈狀或環狀分子結構。
[0007]本專利技術步驟S1中：所述前驅體溶液中，AX、BX、有機配體三者的摩爾比為(0.1
?
1.5):1: (1
?
5)。
[0008]所述極性溶劑的選自N,N
?
二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N
?
甲基吡咯烷酮。
[0009]所述前驅體溶液注入到非極性溶劑中，前驅體溶液與非極性溶劑的體積比為1:5
?
1:15；攪拌反應時間為15
?
30分鐘；所述沉淀劑選自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙腈或者丙酮；沉淀劑的用量為前述前驅體溶液的0.1
?
2倍體積；所述離心提純，是5000
?
10000rpm離心2
?
10分鐘；然后將沉淀分散到非極性溶劑中；所述非極性溶劑選自甲苯、正己烷或正辛烷；本專利技術步驟S2中：所述新型配體溶液中，路易斯堿與有機配體的摩爾比為1:（0.1
?
5）；所述路易斯堿是一種新型的路易斯堿，包括但不限于R
?
A
?
COOH、R
?
A
?
NH2或R
?
A
?
NH
3+
中的一種或幾種。其中，A 為C≡C、C=C或C≡N，R為由C
?
C、C=C、苯環或吡啶環等組成的鏈狀或環狀分子結構。
[0010]所述有機配體為R
?
COOH、R
?
NH2或R
?
NH
3+
中的一種或幾種，其中，R為由C
?
C、C=C、苯環或吡啶環組成的鏈狀或環狀分子結構。
[0011]所述新型配體溶液中，溶質與非極性溶劑的質量比為1:（5
?
20）；所述非極性溶劑選自甲苯、正己烷或正辛烷；所述新型配體溶液與S1中的初級膠體金屬鹵化物鈣鈦礦溶液的摩爾比為1:（0.1
?
20）；反應溫度為20
?
50℃，反應時間為30
?
180min。優選兩者摩爾比為1:（1
?
10），優選反應溫度為30~40℃，反應時間為50
?
150min。
[0012]本專利技術制備的膠體金屬鹵化物鈣鈦礦，至少包括晶體內核和外層配體；所述晶體內核為AX和BX構成的正八面體晶體單元形成的有序排列；所述外層配體為分別具有路易斯酸堿特性的有機配體。
[0013]本專利技術的有益效果：（1）本專利技術路易斯堿配體的加入顯著提高了膠體鈣鈦礦的光學性能，其熒光量子效率接近100%；（2）本專利技術路易斯堿配體的加入顯著提高了膠體鈣鈦礦的穩定性，可以在室溫環境下保存至少半年；（3）本專利技術高性能膠體鈣鈦礦的合成方法便捷可控，適于工業化大批量生產。
附圖說明
[0014]圖1為實施例1加入路易斯堿配體前后，藍光膠體鈣鈦礦的熒光強度對比圖。
[0015]圖2為實施例1加入路易斯堿配體前后，藍光膠體鈣鈦礦的熒光量子效率對比圖。
[0016]圖3為實施例2加入路易斯堿配體前后，綠光膠體鈣鈦礦的熒光壽命對比圖。
[0017]圖4為實施例2加入路易斯堿配體前后，綠光膠體鈣鈦礦的熒光強度對比圖。
[0018]圖5為實施例3加入路易斯堿配體前后，膠體鈣鈦礦熒光量子效率隨時間變化的趨
勢。
具體實施方式
[0019]為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。但是應該理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術，并不用于限制本專利技術的范圍。
[0020]實施例1 ，一種藍光膠體鈣鈦礦的制備方法，具體步驟為：（1）初級膠體鈣鈦礦的合成：將0.1 mmol的溴化銫（AX）與1 mmol的溴化鉛（BX）溶解到10 mL的N,N
?
二甲基甲酰胺中，同時加入1 mL的油酸和1 mL的油胺（有機配體）；在劇烈攪拌的前提下，取1 mL溶解好的上述溶液加入到10 mL的甲苯中；20分鐘后，加入1.5 mL 乙腈（沉淀劑），10000 rpm離心2分鐘，將沉淀分散到2 mL本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種路易斯堿修飾的膠體金屬鹵化物鈣鈦礦的制備方法，其特征在于，具體步驟為：S1：合成初級膠體金屬鹵化物鈣鈦礦將AX、BX與有機配體溶解在極性溶劑中，配置成前驅體溶液；然后快速注入到非極性溶劑中，攪拌反應，然后加入沉淀劑，離心提純，將沉淀分散到非極性溶劑中，得到初級膠體金屬鹵化物鈣鈦礦溶液；S2：路易斯堿修飾膠體金屬鹵化物鈣鈦礦將路易斯堿和有機配體溶解在非極性溶劑中，得到新型配體溶液；將新型配體溶液加入到S1中的初級膠體金屬鹵化物鈣鈦礦溶液中，攪拌反應，即得到高性能膠體金屬鹵化物鈣鈦礦；所述AX中，A為IA族金屬離子、CH3NH
3+
或NH2CHNH
2+
中的一種或幾種，X為AII族鹵素陰離子；AX表示由A和X兩種離子組成的鹽；所述BX中，B為IIA族金屬離子、IIIA族金屬離子、IVA族金屬離子、IB族金屬離子、IIB族金屬離子或鑭系金屬離子，X為AII族鹵素陰離子；BX表示由B和X兩種離子組成的鹽；所述路易斯堿為R
?
A
?
COOH、R
?
A
?
NH2或R
?
A
?
NH
3+
中的一種或幾種；其中，A 為C≡C、C=C或C≡N，R為由C
?
C、C=C、苯環或吡啶環組成的鏈狀或環狀分子結構；所述有機配體為R
?
COOH、R
?
NH2或R
?
NH
3+
中的一種或幾種，其中，R為由C
?
C、C=C、苯環或吡啶環組成的鏈狀或環狀分子結構。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述前驅體溶液中，AX、BX、有機配體三者的摩爾比為(0.1
?
1.5):1: (1
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5)。3....

【專利技術屬性】
技術研發人員：文卓奇，梅時良，崔忠杰，何海洋，楊丹，熊志勇，包瑞，解鳳賢，張萬路，郭睿倩，
申請(專利權)人：復旦大學，
類型：發明
國別省市：