CN108441211A - 一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料及其制备方法 - Google Patents

一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料的制备方法，包括：A)将硅溶胶、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点混合，干燥后得到荧光材料。与现有技术相比，本发明利用硅溶胶来包覆有机无机杂化钙钛矿量子点，并通过在硅溶胶中加入有机胺类化合物以抑制量子点在溶胶凝胶转化过程中的分解，实现量子点在二氧化硅玻璃中的掺杂，由于二氧化硅与有机胺类化合物的双重作用，可以极大提高荧光材料的光、热、水、氧稳定性，从而提高其在实际应用中的可行性。

Description

一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料及其制备 方法
技术领域
本发明属于钙钛矿量子点技术领域，尤其涉及一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料及其制备方法。
背景技术
量子点又可称为纳米晶，是由有限数目的原子组成，三个维度尺寸均在纳米数量级的原子和分子的集合体，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以其量子限域效应特别显著。基于量子效应，量子点在太阳能电池、发光器件和光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。在种类繁多的量子点中，基于钙钛矿结构的量子点以其优异的发光性能，如发光效率高和发光谱线窄，受到了人们极大的关注。钙钛矿结构呈立方体晶形，其中，全无机的CsPbX3(X＝Cl，Br，I)和有机-无机杂化的CH3NH3PbX3(X＝Cl，Br，I)是当前重点研究的钙钛矿量子点。
有机无机杂化钙钛矿量子点的粒径小于10nm，其发射波长可以通过卤素的掺杂以及量子点尺寸进行调控。有机无机杂化钙钛矿量子点的发射波长可覆盖整个可见光区域，且半峰宽窄(FWHM)，约为20～50nm，其溶液中荧光量子产率可达90％以上，优良的光学性能使其在显示与发光领域备受关注。目前合成有机无机杂化钙钛矿量子点材料主要采用配体辅助再沉淀法，即通过化合物在不同溶剂中溶解度不同制备纳米晶，同时采用表面配体控制纳米晶的尺寸大小和形貌，从而得到发射波长可控的量子点材料。
Brightly luminescent and color-tunable colloidal CH3NH3PbX3(X＝Br,I,Cl)quantum dots:potential alternatives for display technology(Zhang F,ZhongH,Chen C,et al.Acs Nano,2015,9(4):4533-4542.)中，首次报道采用配体辅助再沉淀法，以正辛胺作为限制配体合成有机无机杂化钙钛矿量子点，其中杂化钙钛矿结构的通式为CH3NH3PbX3(X＝Cl，Br，I)。这种方法具体包括：首先将PbBr2(溴化铅)、CH3NH3Br(甲基溴化铵)、正辛胺、油酸按一定摩尔比例混溶于DMF(N,N-二甲基酰胺)中；将混合溶液逐滴滴入剧烈搅拌的甲苯中，最后以7000rpm/min的速度高速离心，获得分散于上清液的钙钛矿量子点材料。其中，正辛胺起到表面修饰，提高荧光量子效率以及控制尺寸的作用；采用油酸为防止纳米颗粒团聚。但是，通过上述文献报道的方法制得的量子点稳定性较差，遇水易分解，这大大限制了有机无机杂化钙钛矿量子点的产业化应用。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种性能稳定的基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料及其制备方法。
本发明提供了一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料的制备方法，包括：
A)将硅溶胶、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点混合，干燥后得到荧光材料。
优选的，所述硅溶胶按照以下方法制备：
将硅酸酯类化合物、乙醇、水与酸性催化剂混合反应，得到硅溶胶。
优选的，所述酸性催化剂选自醋酸、盐酸、硫酸、硝酸与氢溴酸中的一种或多种；所述第一有机胺类化合物选自甲基卤化铵和/或苯乙胺卤盐。
优选的，所述有机无机杂化钙钛矿量子点为核壳结构；所述核为CH3NH3AX3或(C6H5NH3)2A′X′4，其中A与A′各自独立地选自过渡金属元素，X与X′各自独立地选自卤素；所述壳为二氧化硅。
优选的，所述有机无机杂化钙钛矿量子点按照以下方法制备：
以硅氧烷为配体，使其在第一有机溶剂中与过渡金属卤化物和第二有机胺类化合物混合，得到前驱液；所述硅氧烷含有端氨基；
将所述前驱液与第二有机溶剂混合，在非密闭状态下产生沉淀，得到有机无机杂化钙钛矿量子点。
优选的，所述硅溶胶中的二氧化硅、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点中过渡金属元素的摩尔比为(5～20)：(0.005～0.03)：0.1。
优选的，所述步骤A)具体为：
将第一有机胺类化合物与水混合，得到第一有机胺类化合物水溶液；
将有机无机杂化钙钛矿量子点与有机溶剂混合，得到量子点混合液；
将硅溶胶、第一有机胺类化合物水溶液与量子点混合液混合，干燥后得到荧光材料。
优选的，所述第一有机胺类化合物水溶液中第一有机胺类化合物的浓度为0.5～2mol/L；所述量子点混合液中有机无机杂化钙钛矿量子点的浓度为0.01～0.5mol/L。
优选的，所述干燥的温度为80℃～90℃；所述干燥的时间为80～160h。
本发明还提供了一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料，所述荧光材料为掺杂有机无机杂化钙钛矿量子点与第一有机胺类化合物的二氧化硅。
本发明提供了一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料的制备方法，包括：A)将硅溶胶、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点混合，干燥后得到荧光材料。与现有技术相比，本发明利用硅溶胶来包覆有机无机杂化钙钛矿量子点，并通过在硅溶胶中加入有机胺类化合物以抑制量子点在溶胶凝胶转化过程中的分解，实现量子点在二氧化硅玻璃中的掺杂，由于二氧化硅与有机胺类化合物的双重作用，可以极大提高荧光材料的光、热、水、氧稳定性，从而提高其在实际应用中的可行性。
实验表明，本发明制备得到的基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料的荧光量子产率通过F-7000光谱仪，采用积分球，450nm光作为激发光源检测，绝对荧光量子产率超过50％；发射光谱呈现单一性，发射峰较窄；发光半峰宽小于30nm，性能较好。
附图说明
图1为本发明实施例1中得到的荧光粉的扫描电镜照片；
图2为本发明实施例1中得到的荧光粉的发射光谱图；
图3为本发明实施例1中得到的荧光粉的XRD图谱；
图4为本发明实施例1中得到的荧光粉在日光灯下的照片；
图5为本发明实施例1中得到的荧光粉在紫外灯下的照片；
图6为本发明实施例1中得到的荧光粉加热后的发射光谱图；
图7为本发明实施例1中得到的荧光粉进行光照后的发射光谱图；
图8为本发明实施例2中得到的荧光粉加热后的发射光谱图；
图9为本发明实施例2中得到的荧光粉进行光照后的发射光谱图；
图10为本发明比较例1中得到的荧光粉加热后的发射光谱图；
图11为本发明比较例1中得到的荧光粉进行光照后的发射光谱图；
图12为本发明比较例2中得到的荧光粉加热后的发射光谱图；
图13为本发明比较例2中得到的荧光粉进行光照后的发射光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例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。
本发明提供了一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料的制备方法，包括：A)将硅溶胶、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点混合，干燥后得到荧光材料。
本发明利用硅溶胶来包覆有机无机杂化钙钛矿量子点，并通过在硅溶胶中加入有机胺类化合物以抑制量子点在溶胶凝胶转化过程中的分解，实现量子点在二氧化硅玻璃中的掺杂，由于二氧化硅与有机胺类化合物的双重作用，可以极大提高荧光材料的光、热、水、氧稳定性，从而提高其在实际应用中的可行性。
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
所述硅溶胶为本领域技术人员熟知的硅溶胶即可，并无特殊的限制，本发明中所述硅溶胶优选按照以下方法制备：将硅酸酯类化合物、乙醇、水与酸性催化剂混合反应，得到硅溶胶。所述硅酸酯类化合物为本领域技术人员熟知的硅酸酯类化合物即可，并无特殊的限制，本发明中优选为正硅酸乙酯；所述酸性催化剂为本领域技术人员熟知的酸性催化剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为醋酸、盐酸、硫酸、硝酸与氢溴酸中的一种或多种；所述硅酸酯类化合物、乙醇与水的体积比优选为(0.5～1.5)：(0.5～1.5)：(0.5～1.5)，更优选为(0.8～1.2)：(0.8～1.2)：(0.8～1.2)，再优选为1：1：1；所述酸性催化剂的体积优选为硅酸酯类化合物体积的0.2％～1％，更优选为0.4％～1％，再优选为0.6％～0.8％；所述混合反应的温度优选为室温；所述混合反应的时间优选为15～30h，更优选为20～26h，再优选为24～26h。
所述第一有机胺类化合物为本领域技术人员熟知的有机胺类化合物即可，并无特殊的限制，本发明中优选为甲基卤化铵和/或苯乙胺卤盐；所述甲基卤化铵与苯乙胺卤盐中的卤元素为本领域技术人员熟知的卤元素即可，并无特殊的限制，本发明中优选为Cl、Br或I，更优选为Br。
所述有机无机杂化钙钛矿量子点为本领域技术人员熟知的有机无机杂化钙钛矿量子点即可，并无特殊的限制，本发明中优选为核壳结构的有机无机杂化钙钛矿量子点；所述核为CH3NH3AX3或(C6H5NH3)2A′X′4，其中A与A′各自独立地为过渡金属元素，优选为Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Cu或Mn，更优选为Pb；X与X′各自独立地为卤素，优选为Cl、Br或I，更优选为Br；所述壳为二氧化硅。
按照本发明，所述有机无机杂化钙钛矿量子点优选采用配体辅助再沉淀法制备，更优选按照以下方法制备：以硅氧烷为配体，使其在第一有机溶剂中与过渡金属卤化物和第二有机胺类化合物混合，得到前驱液；所述硅氧烷含有端氨基；将所述前驱液与第二有机溶剂混合，在非密闭状态下产生沉淀，得到有机无机杂化钙钛矿量子点。
以硅氧烷为配体，使其在第一有机溶剂中与过渡金属卤化物和第二有机胺类化合物混合，得到前驱液；所述硅氧烷为本领域技术人员熟知的含有端氨基的硅氧烷即可，并无特殊的限制，本发明中优选为3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTS)和/或3-氨基丙基三乙基硅烷(APTES)；所述第一有机溶剂为本领域技术人员熟知的有机溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜、四氢呋喃、乙腈与丙酮中的一种或多种；所述过渡金属卤化物为本领域技术人员熟知的过渡金属卤化物即可，并无特殊的限制，其中过渡金属优选为Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Cu或Mn，更优选为Pb；过渡金属卤化物中的卤元素优选为Cl、Br或I，更优选为Br；在本中，所述过渡金属卤化物最优选为溴化铅和/或碘化铅；所述第二有机胺类化合物为本领域技术人员熟知的有机胺类化合物即可，并无特殊的限制，本发明中优选为甲基卤化铵和/或苯乙胺卤盐；所述甲基卤化铵与苯乙胺卤盐中的卤元素为本领域技术人员熟知的卤元素即可，并无特殊的限制，本发明中优选为Cl、Br或I，更优选为Br；所述过渡金属卤化物、第二有机胺类化合物与硅氧烷的摩尔比优选为(1～1.2)：(1.5～2.5)：(1.5～2.5)，更优选为1：2：2。
将所述前驱液与第二有机溶剂混合，在非密闭状态下产生沉淀；所述第二有机溶剂为本领域技术人员熟知的有机溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为甲苯、氯仿、正己烷、环己烷、乙酸乙酯与乙醚中的一种或多种；在本发明中优选将所述前驱体液加入快速搅拌的第二溶剂中，搅拌产生沉淀；所述搅拌的时间优选为10～15h，更优选为10～13h，再优选为12～13h；产生沉淀后优选离心；所述离心的速率优选为2000～3000rpm，更优选为2500～3000rpm；所述离心的时间优选为3～10min，更优选为3～8min，再优选为4～6min，最优选为5min；离心后，优选将固体与乙醇混合后进行第二次离心，得到有机无机杂化钙钛矿量子点；所述第二次离心的速率优选为2000～3000rpm，更优选为2500～3000rpm；所述第二次离心的时间优选为3～10min，更优选为3～8min，再优选为4～6min，最优选为5min。
本发明采用带有端氨基的硅氧烷为配体，能更好地控制钙钛矿量子点的尺寸，且发光峰位不会移动，获得稳定的发光性能。
将硅溶胶、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点混合；在本发明中此步骤优选为：将第一有机胺类化合物与水混合，得到第一有机胺类化合物水溶液；将有机无机杂化钙钛矿量子点与有机溶剂混合，得到量子点混合液；所述有机溶剂为本领域技术人员熟知的有机溶剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为丙酮、四氢呋喃、甲醇与乙醇中的一种或多种；将硅溶胶、第一有机胺类化合物水溶液与量子点混合液混合，优选先将第一有机胺类化合物溶液与硅溶胶混合后，在加入量子点混合液。所述第一有机胺类化合物水溶液中第一有机胺类化合物的浓度优选为0.2～1mol/L，更优选为0.4～0.8mol/L，再优选为0.5mol/L；所述量子点混合液中有机无机杂化钙钛矿量子点的浓度优选为0.01～0.5mol/L，更优选为0.03～0.08mol/L，再优选为0.04～0.06mol/L，最优选为0.05mol/L；所述硅溶胶中的二氧化硅、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点中过渡金属元素的摩尔比优选为(5～20)：(0.005～0.03)：0.1，更优选为(8～15)：(0.005～0.03)：0.1，再优选为(12～14)：(0.005～0.02)：0.1，最优选为13：(0.005～0.01)：0.1。
混合后，干燥；所述干燥的温度优选为80℃～90℃，更优选为85℃；所述干燥的时间优选为80～160h，更优选为100～140h，再优选为120h。
干燥后，优选进行研磨，得到荧光材料。经研磨可将其粉粹形成微米量级的荧光粉。
通过本发明实施例优化的生产工艺等内容，能制备得到发射光谱呈现单一性，发射峰较窄，发光性能稳定、优良，且水氧稳定性高的基于有机无机杂化钙钛矿量子点材料的荧光粉。并且，本发明方法简单，产率高。
本发明通过将带有端氨基的硅氧烷作为配体合成的有机无机杂化钙钛矿量子点在获得发光性能稳定的同时引入了二氧化硅层，经低速离心后重新分散到乙醇中，随后掺杂到溶有一定量有机胺类化合物的二氧化硅溶胶中，溶胶中未缩聚的硅羟基可以与量子点表面的硅羟基发生反应，使二氧化硅壳层生长，从而进行更为有效的二氧化硅的包覆。进一步地，溶胶中高浓度的有机胺类化合物可以有效的阻止量子点的分解，极大地提高了量子点的稳定性，进而极大提高了有机无机杂化钙钛矿量子点在实际应用中的可行性。
本发明还提供了一种上述方法制备的基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料，所述荧光材料为掺杂有机无机杂化钙钛矿量子点与第一有机胺类化合物的二氧化硅。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料及其制备方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
1.1将0.1mmol PbBr2、0.2mmol CH3NH3Br和0.2mmol APTS混溶于DMF中，将所得混合溶液注入快速搅拌的甲苯中，产生沉淀，得到有机无机杂化钙钛矿量子点的溶液样品。
1.2将3mL乙醇，3mL正硅酸乙酯(TEOS)，3mL水，20μL醋酸混合搅拌均匀后静置一天后，将0.01mmol CH3NH3Br溶解到20μL水中，并注入到上述混合溶液中，即得到所需的二氧化硅溶胶。
1.3将1.1中得到的钙钛矿量子点的溶液样品搅拌12h，然后离心(2500rpm，5min)，将离心所得固体重新分散到2mL乙醇当中，注入到1.2中得到的二氧化硅溶胶当中，经85℃烘干120h后得到钙钛矿量子点掺杂的二氧化硅干胶，其为块状固体，而后经研磨形成量子点荧光粉即为基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料。
利用扫描电镜(SEM)对实施例1中得到的荧光粉进行分析，得到其扫面电镜照片，如图1所示。从图1可见，本发明所得荧光材料表面二氧化硅包覆均匀。
按照实施例1的方法重复制备荧光粉，得到5个样品，并分别检测所述荧光粉样品的发射光谱，如图2所示，图2为按照实施例1的方法得到的五个荧光粉的发射光谱图。由图2可知，其发射波长为531nm，发射峰较窄，并且可重复性优良，重复实验样品的发射峰相差在2nm以内。
利用X射线衍射对实施例1中得到的荧光粉进行分析，得到其XRD结果图，如图3所示，通过峰位对比可以看出，在二氧化硅基质中的有机无机杂化钙钛矿量子点为立方晶系。
所得荧光粉材料的情况参见图4和图5，图4为实施例1得到的荧光粉在日光灯下的照片，图5为实施例1得到的荧光粉的紫外灯(365nm)下的照片。
将实施例1中得到的荧光粉置于100℃的高温下持续加热150h然后检测其发射光谱对其进行热稳定性测试，整个加热过程暴露在空气中，得到加热后荧光粉的发射光谱图如图6所示。
将实施例1中得到的荧光粉置于450nm蓝光LED(60mW)下照射30h，然后检测其发射光谱对其进行光稳定性测试，得到照射后荧光粉的发射光谱图如图7所示。
实施例1中得到的荧光粉的荧光量子产率通过F-7000光谱仪，采用积分球，450nm光作为激发光源检测，结果显示，其绝对荧光量子产率为56.1％，超过50％；粉末状态发光半峰宽为25nm，小于30nm。
实施例2
2.1将0.1mmol PbBr2、0.2mmol CH3NH3Br和0.2mmol APTS混溶于DMF中，将所得混合溶液注入快速搅拌的甲苯中，产生沉淀，得到有机无机杂化钙钛矿量子点的溶液样品。
2.2将3mL乙醇，3mL正硅酸乙酯(TEOS)，3mL水，20μL醋酸混合搅拌均匀后静置一天后，将0.005mmol CH3NH3Br溶解到20μL水中，并注入到上述混合溶液中，即得到所需的二氧化硅溶胶。
2.3将2.1中得到的钙钛矿量子点的溶液样品搅拌12h，然后离心(2500rpm，5min)，将离心所得固体重新分散到2mL乙醇当中，注入到2.2中得到的二氧化硅溶胶当中，经85℃烘干120h后得到钙钛矿量子点掺杂的二氧化硅干胶，其为块状固体，而后经研磨形成量子点荧光粉即为基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料。
将实施例2中得到的荧光粉置于100℃的高温下持续加热150h然后检测其发射光谱对其进行热稳定性测试，整个加热过程暴露在空气中，得到加热后荧光粉的发射光谱图如图8所示。
将实施例2中得到的荧光粉置于450nm蓝光LED(60mW)下照射30h，然后检测其发射光谱对其进行光稳定性测试，得到照射后荧光粉的发射光谱图如图9所示。
比较例1
1.1将0.1mmol PbBr2、0.2mmol CH3NH3Br和0.2mmol APTS混溶于DMF中，将所得混合溶液注入快速搅拌的甲苯中，产生沉淀，得到有机无机杂化钙钛矿量子点的溶液样品。
1.2将3mL乙醇，3mL正硅酸乙酯(TEOS)，3mL水，20μL醋酸混合搅拌均匀后静置一天后，未加入CH3NH3Br，并注入到上述混合溶液中，即得到所需的二氧化硅溶胶。
1.3将1.1中得到的钙钛矿量子点的溶液样品搅拌12h，然后离心(2500rpm，5min)，将离心所得固体重新分散到2mL乙醇当中，注入到1.2中得到的二氧化硅溶胶当中，经85℃烘干120h后得到钙钛矿量子点掺杂的二氧化硅干胶，其为块状固体，而后经研磨形成量子点荧光粉即为基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料。
将比较例1中得到的荧光粉置于100℃的高温下持续加热150h然后检测其发射光谱对其进行热稳定性测试，整个加热过程暴露在空气中，得到加热后荧光粉的发射光谱图如图10所示。
将比较例1中得到的荧光粉置于450nm蓝光LED(60mW)下照射30h，然后检测其发射光谱对其进行光稳定性测试，得到照射后荧光粉的发射光谱图如图11所示。
比较例2
将0.1mmol PbBr2、0.2mmol CH3NH3Br和0.2mmol APTS混溶于DMF中，将所得混合溶液注入快速搅拌的甲苯中，产生沉淀，得到有机无机杂化钙钛矿量子点的溶液样品。离心烘干后可得到固体粉末。即未加入到二氧化硅溶胶中的量子点。
将比较例2中得到的固体粉末置于100℃的高温下持续加热150h然后检测其发射光谱对其进行热稳定性测试，整个加热过程暴露在空气中，得到加热后固体粉末的发射光谱图如图12所示。
将比较例2中得到的固体粉末置于450nm蓝光LED(60mW)下照射30h，然后检测其发射光谱对其进行光稳定性测试，得到照射后固体粉末的发射光谱图如图13所示。

Claims (10)

1.一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料的制备方法，其特征在于，包括：
A)将硅溶胶、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点混合，干燥后得到荧光材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅溶胶按照以下方法制备：
将硅酸酯类化合物、乙醇、水与酸性催化剂混合反应，得到硅溶胶。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酸性催化剂选自醋酸、盐酸、硫酸、硝酸与氢溴酸中的一种或多种；所述第一有机胺类化合物选自甲基卤化铵和/或苯乙胺卤盐。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机无机杂化钙钛矿量子点为核壳结构；所述核为CH3NH3AX3或(C6H5NH3)2A′X′4，其中A与A′各自独立地选自过渡金属元素，X与X′各自独立地选自卤素；所述壳为二氧化硅。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机无机杂化钙钛矿量子点按照以下方法制备：
以硅氧烷为配体，使其在第一有机溶剂中与过渡金属卤化物和第二有机胺类化合物混合，得到前驱液；所述硅氧烷含有端氨基；
将所述前驱液与第二有机溶剂混合，在非密闭状态下产生沉淀，得到有机无机杂化钙钛矿量子点。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅溶胶中的二氧化硅、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点中过渡金属元素的摩尔比为(5～20)：(0.005～0.03)：0.1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)具体为：
将第一有机胺类化合物与水混合，得到第一有机胺类化合物水溶液；
将有机无机杂化钙钛矿量子点与有机溶剂混合，得到量子点混合液；
将硅溶胶、第一有机胺类化合物水溶液与量子点混合液混合，干燥后得到荧光材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一有机胺类化合物水溶液中第一有机胺类化合物的浓度为0.5～2mol/L；所述量子点混合液中有机无机杂化钙钛矿量子点的浓度为0.01～0.5mol/L。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为80℃～90℃；所述干燥的时间为80～160h。
10.一种权利要求1～9任意一项所制备的基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料，其特征在于，所述荧光材料为掺杂有机无机杂化钙钛矿量子点与第一有机胺类化合物的二氧化硅。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109796775A (zh) * 2019-01-24 2019-05-24 福州麦克纳诺生物科技有限公司 钙钛矿量子点功能化的荧光石蜡及制备方法
CN109879761A (zh) * 2019-03-29 2019-06-14 西安交通大学 一种非铅钙钛矿光电功能材料、太阳能电池及其制备方法和应用
CN110684522A (zh) * 2019-09-09 2020-01-14 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 改性钙钛矿量子点材料及其制备方法、显示装置
CN114058365A (zh) * 2021-12-03 2022-02-18 华东理工大学 一种钙钛矿纳米晶溶胶、色转换膜及其制备方法
US11332661B2 (en) 2019-09-09 2022-05-17 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Modified perovskite quantum dot material, fabricating method thereof, and display device
KR20230068999A (ko) 2021-11-11 2023-05-18 디아이씨 가부시끼가이샤 발광 입자, 발광 입자 함유 조성물, 광학 필름, 컬러 필터, 적층 구조체, 발광 디바이스 및 디스플레이 디바이스

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105789339A (zh) * 2016-05-02 2016-07-20 天津市职业大学 一种钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液及应用
CN106634961A (zh) * 2016-12-19 2017-05-10 中央民族大学 一种有机无机杂化钙钛矿量子点及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105789339A (zh) * 2016-05-02 2016-07-20 天津市职业大学 一种钙钛矿太阳电池纳米二氧化硅涂布液及应用
CN106634961A (zh) * 2016-12-19 2017-05-10 中央民族大学 一种有机无机杂化钙钛矿量子点及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE ROO JONATHAN等: "Highly Dynamic Ligand Binding and Light Absorption Coefficient of Cesium Lead Bromide Perovskite Nanocrystals", 《ACS NANO》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109796775A (zh) * 2019-01-24 2019-05-24 福州麦克纳诺生物科技有限公司 钙钛矿量子点功能化的荧光石蜡及制备方法
CN109796775B (zh) * 2019-01-24 2021-05-11 福州麦克纳诺生物科技有限公司 钙钛矿量子点功能化的荧光石蜡及制备方法
CN109879761A (zh) * 2019-03-29 2019-06-14 西安交通大学 一种非铅钙钛矿光电功能材料、太阳能电池及其制备方法和应用
CN109879761B (zh) * 2019-03-29 2020-11-10 西安交通大学 一种非铅钙钛矿光电功能材料、太阳能电池及其制备方法和应用
CN110684522A (zh) * 2019-09-09 2020-01-14 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 改性钙钛矿量子点材料及其制备方法、显示装置
US11332661B2 (en) 2019-09-09 2022-05-17 Wuhan China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Modified perovskite quantum dot material, fabricating method thereof, and display device
KR20230068999A (ko) 2021-11-11 2023-05-18 디아이씨 가부시끼가이샤 발광 입자, 발광 입자 함유 조성물, 광학 필름, 컬러 필터, 적층 구조체, 발광 디바이스 및 디스플레이 디바이스
CN114058365A (zh) * 2021-12-03 2022-02-18 华东理工大学 一种钙钛矿纳米晶溶胶、色转换膜及其制备方法
CN114058365B (zh) * 2021-12-03 2024-04-26 华东理工大学 一种钙钛矿纳米晶溶胶、色转换膜及其制备方法

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