CN110511738A - 一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法 - Google Patents

一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110511738A
CN110511738A CN201910875783.0A CN201910875783A CN110511738A CN 110511738 A CN110511738 A CN 110511738A CN 201910875783 A CN201910875783 A CN 201910875783A CN 110511738 A CN110511738 A CN 110511738A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantum dot
cspbi
dispersion liquid
aluminium distearate
perovskite quantum
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
Application number
CN201910875783.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110511738B (zh
Inventor
李艳
薛炜楠
王晓燕
王元
何芳芳
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.)
East China University of Science and Technology
Original Assignee
East China University of Science and Technology
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 East China University of Science and Technology filed Critical East China University of Science and Technology
Priority to CN201910875783.0A priority Critical patent/CN110511738B/zh
Publication of CN110511738A publication Critical patent/CN110511738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110511738B publication Critical patent/CN110511738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

本发明公开了一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，包括以下步骤：将摩尔比为1：(0.2～2)的卤化铅和二硬脂酸铝加入到体积比为0.7：0.7：5的油胺、油酸和1‑十八烯混合溶液中，在真空条件下加热搅拌得到卤化铅前驱物溶液，在氮气保护下，将卤化铅前驱物溶液加热，注入铯源溶液，反应后冷却至室温得到粗品二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液，纯化后得到二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液。本发明的二硬脂酸铝中的硬脂酸可以和钙钛矿量子点表面的金属离子结合，有效地钝化了量子点表面缺陷，从而提高了其荧光量子产率，提高了该类量子点在光照、高温及极性环境下的化学和光学稳定性。

Description

一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法
技术领域
本发明属于光电子材料制备技术领域，具体地说，涉及一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法。
背景技术
胶体钙钛矿量子点因具有独特的光电特性以及低成本易加工等优点，在太阳能电池、发光二极管、光电检测器和激光等光伏和光电领域展示出潜在的应用前景。然而，钙钛矿量子点的离子型晶体特性导致其晶体结构稳定性差且配体容易脱落，特别是在极性溶剂环境中或光照、高温等条件下，极易发生分解或相变，导致其光电性能迅速下降。
表面包覆是提高钙钛矿量子点稳定性的一种常用且有效的方法。表面包覆是指在量子点表面包覆一层惰性的壳层，可以有效减少水和氧气等对量子点具有极强破坏性的物质与钙钛矿量子点的直接接触，从而提高该类量子点的化学及光学稳定性。表面包覆可以分为无机物包覆和高分子包覆两类。目前常用的无机物包覆的壳层材料是二氧化硅、二氧化钛或氧化铝等氧化物。致密的氧化物壳层有效地减少了水氧对钙钛矿量子点核的影响，提高了钙钛矿量子点的稳定性。值得注意的是，无机物包覆的过程通常需要乙醇和水的参与，因此在壳层的生长过程中，由于钙钛矿量子点与极性溶剂的直接接触，使得晶体结构在一定程度上被破坏，严重降低钙钛矿量子点的光电性能。因此，在非极性溶剂的环境中对钙钛矿量子点进行有效的表面包覆，有望在不降低钙钛矿量子点光电性能的基础上提高其稳定性。高分子包覆是在量子点表面包覆一层致密的高分子链来提高量子点的疏水性，从而增强其化学及光学稳定性。但是，高分子包覆的钙钛矿量子点通常具有较大的尺寸(0.4-5微米范围)且碳链结构的高分子热稳定性较差，不利于其在光伏和光电器件方面的应用。
有鉴于此，有必要提供一种有效的能够提高钙钛矿量子点稳定性的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一个方面提供了一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，包括以下步骤：
将摩尔比为1：(0.2～2)的卤化铅和二硬脂酸铝加入到体积比为0.7：0.7：5的油胺、油酸和1-十八烯混合溶液中，在真空条件下加热搅拌得到卤化铅前驱物溶液，在氮气保护下，将卤化铅前驱物溶液加热，注入铯源溶液，反应后冷却至室温得到粗品二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液，纯化后得到二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液。
所述卤化铅为PbI2、PbBr2、PbCl2。
所述在真空条件下加热搅拌的温度为100～120℃，时间为0.1～2h。
所述将卤化铅前驱物溶液加热的温度为120～180℃，时间为0.1～2h。
所述卤化铅前驱物溶液、铯源溶液的体积比为(8～16):1。
所述铯源溶液的制备方法包括以下步骤：
将摩尔比为1:(3～6)的碳酸铯、油酸加入到1-十八烯中，在真空状态下升温到100～120℃保持0.1～2h，在氮气保护下，加热到120～150℃直到铯源完全溶解，得到所述铯源溶液。
所述纯化包括以下步骤：将粗品二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液离心分离获得沉淀，将沉淀分散于体积比为1:1的正己烷和乙酸乙酯中，离心分离获得沉淀，将沉淀分散于正己烷中，获得纯化后的二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液。
所述二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液的荧光量子产率为72～80％。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
针对胶体钙钛矿量子点对极性溶剂稳定性差的问题，本发明提供了一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，二硬脂酸铝中的硬脂酸可以和钙钛矿量子点表面的金属离子结合，有效地钝化了量子点表面缺陷，从而提高了其荧光量子产率。更重要的是，所制备的钙钛矿量子点对水和乙醇等极性溶剂具有良好的抵抗能力，从而提高了该类量子点在光照、高温及极性环境下的化学和光学稳定性。
本发明提供的一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，在传统高温热注入合成钙钛矿量子点方法的基础上，将二硬脂酸铝粉末加入到卤化铅前驱物中，合成得到二硬脂酸铝包覆的钙钛矿量子点，由于二硬脂酸铝对量子点的致密包覆以及长碳链自身良好的疏水性，有效减少了水和乙醇等极性溶剂对钙钛矿量子点的侵蚀，从而使得该类二硬脂酸铝包覆的钙钛矿量子点在光照、热处理及极性溶剂环境下具有优异的光学及胶体稳定性。此外，二硬脂酸铝中的硬脂酸可以和钙钛矿量子点表面的金属离子结合，有效钝化了量子点表面缺陷，提高了其荧光量子产率。
本发明提供的一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，基于二硬脂酸铝链状聚合物结构特征及其长碳链强的疏水性，作为包覆剂对钙钛矿量子点进行表面包覆，以提高钙钛矿量子点的稳定性。
附图说明
图1为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。
图2为实施例1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。
图3为实施例2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。
图4为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。
图5为实施例4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。
图6为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。
图7为实施例1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。
图8为实施例2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。
图9为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。
图10为实施例4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。
图11为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。
图12为实施例1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。
图13为实施例2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。
图14为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。
图15为实施例4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。
图16为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图17为实施例1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图18为实施例2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图19为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图20为实施例4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图21为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图22为实施1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图23为实施2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图24为实施3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图25为实施4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。
图26为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线光电子能谱。
图27为对比例1制得的CsPbI3量子点和实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点中Cs3d的X射线光电子能谱。
图28为对比例1制得的CsPbI3量子点和实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点中Pb4f的X射线光电子能谱。
图29为对比例1制得的CsPbI3量子点和实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点中I3d的X射线光电子能谱。
图30为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液在室温下初始和保存7天的荧光谱图。
图31为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液在室温下初始和保存45天的荧光谱图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
(a)将0.1628g Cs2CO3、0.5mL油酸和8mL 1-十八烯加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到150℃，直到Cs2CO3完全溶解，得到澄清透明的铯源溶液。
(b)将0.0867g PbI2、5mL 1-十八烯、0.7mL油酸、0.7mL油胺和55mg二硬脂酸铝加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃至反应物完全溶解并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到160℃，并向反应物溶液中快速注入(a)制备的0.4ml铯源，待反应5秒钟后用冰水浴将溶液冷却至室温，得到粗品CsPbI3@Al-0.5量子点分散液。
(c)将粗品CsPbI3@Al-0.5量子点分散液以15000转/分钟的转速离心5分钟，将沉淀分散于4mL正己烷中，并向其中加入4mL乙酸甲酯，以15000转/分钟的转速离心5分钟，分离获得沉淀，将沉淀分散于4mL正己烷中，得到纯化后的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液。
制备的CsPbI3@Al-0.5量子点的荧光量子产率为72％。如图2所示，图2为实施例1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。从图2中可以看出，制备的CsPbI3@Al-0.5量子点最大发射波长为686nm。如图7所示，图7为实施例1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。从图7中可以看出，制备的CsPbI3@Al-0.5量子点的晶体结构为立方相钙钛矿结构且衍射谱峰的位置相对于对比例1没有位移，说明Al离子没有进入到CsPbI3@Al-0.5量子点晶格内部。如表1所示，表1为将实施例1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液溶于王水，用等离子体发射光谱测得的Al和Pb元素含量摩尔比。从表1中可以看出，制备的CsPbI3@Al-0.5量子点中Al:Pb摩尔比为0.217:1，因为Al离子没有进入量子点晶格内部，所以包覆在量子点表面。如图12所示，图12为实施例1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。从图12中可以看出，CsPbI3@Al-0.5量子点分散液经乙醇处理后，其荧光强度降低至初始值的14％，相比于对比例1提高7％，说明CsPbI3@Al-0.5量子点比CsPbI3量子点的乙醇稳定性高。如图17所示，图17为实施例1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图17中可以看出，CsPbI3@Al-0.5量子点分散液经365nm紫外线照射后，其荧光强度逐渐降低且在36h时降低至初始值的30％，相比于对比例1提高20％，说明CsPbI3@Al-0.5量子点比CsPbI3量子点的光稳定性高。如图22所示，图22为实施1制得的CsPbI3@Al-0.5量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图22中可以看出，CsPbI3@Al-0.5量子点分散液在温度为85℃的条件下其荧光强度逐渐降低且在100min时降低至初始值的6％，相比于对比例1提高3％，说明CsPbI3@Al-0.5量子点比CsPbI3量子点的热稳定性高。
实施例2
(a)将0.1628g Cs2CO3、0.5mL油酸和8mL 1-十八烯加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到150℃，直到Cs2CO3完全溶解，得到澄清透明的铯源溶液。
(b)将0.0867g PbI2、5mL 1-十八烯、0.7mL油酸、0.7mL油胺和110mg二硬脂酸铝加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃至反应物完全溶解并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到160℃，并向反应物溶液中快速注入(a)制备的0.4ml铯源，待反应5秒钟后用冰水浴将溶液冷却至室温，得到粗品CsPbI3@Al-1量子点分散液。
(c)将粗品CsPbI3@Al-1量子点分散液以15000转/分钟的转速离心5分钟，将沉淀分散于4mL正己烷中，并向其中加入4mL的乙酸甲酯，以15000转/分钟的转速离心5分钟，分离获得沉淀，将沉淀分散于4mL正己烷中，得到纯化后的CsPbI3@Al-1量子点分散液。
制备的CsPbI3@Al-1量子点的荧光量子产率为76％。如图3所示，图3为实施例2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。从图3中可以看出，制备的CsPbI3@Al-1量子点最大发射波长为683nm。如图8所示，图8为实施例2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。从图8中可以看出，制备的CsPbI3@Al-1量子点的晶体结构为立方相钙钛矿结构且衍射谱峰的位置相对于对比例1没有位移，说明Al离子没有进入到CsPbI3@Al-1量子点晶格内部。如表1所示，表1为将实施例2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液溶于王水，用等离子体发射光谱测得的Al和Pb元素含量摩尔比。从表1中可以看出，制备的CsPbI3@Al-1量子点中Al:Pb摩尔比为0.969:1，因为Al离子没有进入量子点晶格内部，所以包覆在量子点表面。如图13所示，图13为实施例2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。从图13中可以看出，CsPbI3@Al-1量子点分散液经乙醇处理后，其荧光强度降低至初始值的84％，相比于对比例1提高79％，说明CsPbI3@Al-1量子点比CsPbI3量子点的乙醇稳定性高。如图18所示，图18为实施例2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图18中可以看出，CsPbI3@Al-1量子点分散液经365nm紫外线照射后，其荧光强度逐渐降低且在36h时降低至初始值的70％，相比于对比例1提高60％，说明CsPbI3@Al-1量子点比CsPbI3量子点的光稳定性高。如图23所示，图23为实施2制得的CsPbI3@Al-1量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图23中可以看出，CsPbI3@Al-1量子点分散液在温度为85℃的条件下其荧光强度逐渐降低且在100min时降低至初始值的18％，相比于对比例1提高15％，说明CsPbI3@Al-1量子点比CsPbI3量子点的热稳定性高。
实施例3
(a)将0.1628g Cs2CO3、0.5mL油酸和8mL 1-十八烯加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到150℃，直到Cs2CO3完全溶解，得到澄清透明的铯源溶液。
(b)将0.0867g PbI2、5mL 1-十八烯、0.7mL油酸、0.7mL油胺和165mg二硬脂酸铝加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃至反应物完全溶解并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到160℃，并向反应物溶液中快速注入(a)制备的0.4ml铯源，待反应5秒钟后用冰水浴将溶液冷却至室温，得到粗品CsPbI3@Al-1.5量子点分散液。
(c)将粗品CsPbI3@Al-1.5量子点分散液以15000转/分钟的转速离心5分钟，将沉淀分散于4mL正己烷中，并向其中加入等体积4mL的乙酸甲酯，以15000转/分钟的转速离心5分钟，分离获得沉淀，将沉淀分散于4mL正己烷中，得到纯化后的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液。
制备的CsPbI3@Al-1.5量子点的荧光量子产率为80％。如图4所示，图4为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。从图4中可以看出，制备的CsPbI3@Al-1.5量子点最大发射波长为676nm。如图9所示，图9为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。从图9中可以看出，制备的CsPbI3@Al-1.5量子点的晶体结构为立方相钙钛矿结构且衍射谱峰的位置相对于对比例1没有位移，说明Al离子没有进入到CsPbI3@Al-1.5量子点晶格内部。如表1所示，表1为将实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液溶于王水，用等离子体发射光谱测得的Al和Pb元素含量摩尔比。从表1中可以看出，制备的CsPbI3@Al-0.5量子点中Al:Pb摩尔比为1.655:1，因为Al离子没有进入量子点晶格内部，所以包覆在量子点表面。如图14所示，图14为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。从图14中可以看出，CsPbI3@Al-1.5量子点分散液经乙醇处理后，其荧光强度降低至初始值的89％，相比于对比例1提高84％，说明CsPbI3@Al-1.5量子点比CsPbI3量子点的乙醇稳定性高。如图19所示，图19为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图19中可以看出，CsPbI3@Al-1.5量子点分散液经365nm紫外线照射后，其荧光强度逐渐降低且在36h时降低至初始值的85％，相比于对比例1提高75％，说明CsPbI3@Al-1.5量子点比CsPbI3量子点的光稳定性高。如图24所示，图24为实施3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图24中可以看出，CsPbI3@Al-1.5量子点分散液在温度为85℃的条件下其荧光强度逐渐降低且在100min时降低至初始值的70％，相比于对比例1提高67％，说明CsPbI3@Al-1.5量子点比CsPbI3量子点的热稳定性高。如图26所示，图26为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线光电子能谱，其中CsPbI3@Al-1.5量子点的Al 2p峰为74.62eV，说明CsPbI3@Al-1.5量子点表面存在氧化态的Al。如图27～29所示，图27为对比例1制得的CsPbI3量子点和实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点中Cs 3d的X射线光电子能谱，图28为对比例1制得的CsPbI3量子点和实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点中Pb 4f的X射线光电子能谱，图29为对比例1制得的CsPbI3量子点和实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点中I 3d的X射线光电子能谱，以上均是量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线光电子能谱，其中CsPbI3@Al-1.5量子点的Cs3d峰为738.37eV和724.42eV，相比于对比例1制得的CsPbI3量子点没有明显变化；Pb 4f峰为142.61eV和137.80eV，相比于对比例1制得的CsPbI3量子点向高能方向位移，说明二硬脂酸铝的硬脂酸根和CsPbI3@Al-1.5量子点表面的Pb离子配位，钝化了该量子点表面的缺陷；I 3d峰为630.26eV和618.75eV，相比于对比例1制得的CsPbI3量子点向高能方向位移，说明CsPbI3@Al-1.5量子点表面的I离子和二硬脂酸铝的Al离子之间有离子相互作用。如图31所示，图31为实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点分散液在室温下初始和保存45天的荧光谱图。从图31中可以看出，CsPbI3@Al-1.5量子点分散液在常温下保存45天后荧光仍有初始值的66％。
实施例4
(a)将0.1628g Cs2CO3、0.5mL油酸和8mL 1-十八烯加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到150℃，直到Cs2CO3完全溶解，得到澄清透明的铯源溶液。
(b)将0.0867g PbI2、5mL 1-十八烯、0.7mL油酸、0.7mL油胺和220mg二硬脂酸铝加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃至反应物完全溶解并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到160℃，并向反应物溶液中快速注入(a)制备的0.4ml铯源，待反应5秒钟后用冰水浴将溶液冷却至室温，得到粗品CsPbI3@Al-2量子点分散液。
(c)将粗品CsPbI3@Al-2量子点分散液以15000转/分钟的转速离心5分钟，将沉淀分散于4mL正己烷中，并向其中加入等体积4mL的乙酸甲酯，以15000转/分钟的转速离心5分钟，分离获得沉淀，将沉淀分散于4mL正己烷中，得到纯化后的CsPbI3@Al-2量子点分散液。
制备的CsPbI3@Al-2量子点的荧光量子产率为78％。如图5所示，图5为实施例4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。从图5中可以看出，制备的CsPbI3@Al-2量子点最大发射波长为676nm。如图10所示，图10为实施例4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。从图10中可以看出，制备的CsPbI3@Al-2量子点的晶体结构为立方相钙钛矿结构且衍射谱峰的位置相对于对比例1没有位移，说明Al离子没有进入到CsPbI3@Al-2量子点晶格内部。如表1所示，表1为将实施例4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液溶于王水，用等离子体发射光谱测得的Al和Pb元素含量摩尔比。从表1中可以看出，制备的CsPbI3@Al-2量子点中Al:Pb摩尔比为1.910:1，因为Al离子没有进入量子点晶格内部，所以包覆在量子点表面。如图15所示，图15为实施例4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。从图15中可以看出，CsPbI3@Al-2量子点分散液经乙醇处理后，其荧光强度降低至初始值的80％，相比于对比例1提高75％，说明CsPbI3@Al-2量子点比CsPbI3量子点的乙醇稳定性高。如图20所示，图20为实施例4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图20中可以看出，CsPbI3@Al-2量子点分散液经365nm紫外线照射后，其荧光强度逐渐降低且在36h时降低至初始值的52％，相比于对比例1提高42％，说明CsPbI3@Al-2量子点比CsPbI3量子点的光稳定性高。如图25所示，图25为实施4制得的CsPbI3@Al-2量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图25中可以看出，CsPbI3@Al-2量子点分散液在温度为85℃的条件下其荧光强度逐渐降低且在100min时降低至初始值的38％，相比于对比例1提高35％，说明CsPbI3@Al-2量子点比CsPbI3量子点的热稳定性高。
表1实施例1～4样品中Al和Pb元素含量摩尔比
对比例1
(a)将0.1628g Cs2CO3、0.5mL油酸和8mL 1-十八烯加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到150℃，直到Cs2CO3完全溶解，得到澄清透明的铯源溶液。
(b)将0.0867g PbI2、5mL 1-十八烯、0.7mL油酸和0.7mL油胺加入50mL三口烧瓶中，将反应体系在真空状态下升温到120℃至反应物完全溶解并保持1小时，随后向反应体系中通入氮气并加热到160℃，并向反应物溶液中快速注入(a)制备的0.4ml铯源，待反应5秒钟后用冰水浴将溶液冷却至室温，得到粗品CsPbI3量子点分散液。
(c)将粗品CsPbI3量子点分散液以15000转/分钟的转速离心5分钟，将沉淀分散于4mL正己烷中，并向其中加入4mL的乙酸甲酯，以15000转/分钟的转速离心5分钟，分离获得沉淀，将沉淀分散于4mL正己烷中，得到纯化后的CsPbI3量子点分散液。
制备的CsPbI3量子点的荧光量子产率为68％。如图1所示，图1为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图。从图1中可以看出，制备的CsPbI3量子点最大发射波长为687nm。如图6所示，图6为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线衍射图。从图6中可以看出，制备的CsPbI3量子点的晶体结构为立方相钙钛矿结构。如图11所示，图11为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液与乙醇按照体积比5：1混合处理前后的荧光光谱图。从图11中可以看出，CsPbI3量子点分散液经乙醇处理后，其荧光强度降低至初始值的5％。如图16所示，图16为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液在365nm紫外线照射12h再放置在黑暗中12h的循环处理下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图16中可以看出，CsPbI3量子点分散液经365nm紫外线照射后，其荧光强度逐渐降低且在36h时降低至初始值的10％。如图21所示，图21为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液在温度为85℃的条件下，其荧光强度随时间的变化曲线。从图21中可以看出，CsPbI3量子点分散液在温度为85℃的条件下其荧光强度逐渐降低且在100min时降低至初始值的3％。如图27～29所示，图27为对比例1制得的CsPbI3量子点和实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点中Cs 3d的X射线光电子能谱，图28为对比例1制得的CsPbI3量子点和实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点中Pb 4f的X射线光电子能谱，图29为对比例1制得的CsPbI3量子点和实施例3制得的CsPbI3@Al-1.5量子点中I 3d的X射线光电子能谱，以上均是量子点分散液除去溶剂后制成固体的X射线光电子能谱，其中CsPbI3量子点的Cs 3d峰为738.38eV和724.42eV，Pb4f峰为142.43eV和137.66eV，I 3d峰为630.12eV和618.68eV。如图30所示，图30为对比例1制得的CsPbI3量子点分散液在室温下初始和保存7天的荧光谱图。从图30中可以看出，CsPbI3量子点分散液在常温下保存7天后荧光完全淬灭。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (8)

1.一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，其特征在于，包括以下步骤：
将摩尔比为1：(0.2～2)的卤化铅和二硬脂酸铝加入到体积比为0.7：0.7：5的油胺、油酸和1-十八烯混合溶液中，在真空条件下加热搅拌得到卤化铅前驱物溶液，在氮气保护下，将卤化铅前驱物溶液加热，注入铯源溶液，反应后冷却至室温得到粗品二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液，纯化后得到二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液。
2.根据权利要求1所述的提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，其特征在于，所述卤化铅为PbI2、PbBr2、PbCl2。
3.根据权利要求1所述的提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，其特征在于，所述在真空条件下加热搅拌的温度为100～120℃，时间为0.1～2h。
4.根据权利要求1所述的提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，其特征在于，所述将卤化铅前驱物溶液加热的温度为120～180℃，时间为0.1～2h。
5.根据权利要求1所述的提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，其特征在于，所述卤化铅前驱物溶液、铯源溶液的体积比为(8～16):1。
6.根据权利要求1所述的提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，其特征在于，所述铯源溶液的制备方法包括以下步骤：
将摩尔比为1:(3～6)的碳酸铯、油酸加入到1-十八烯中，在真空状态下升温到100～120℃保持0.1～2h，在氮气保护下，加热到120～150℃直到铯源完全溶解，得到所述铯源溶液。
7.根据权利要求1所述的提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，其特征在于，所述纯化包括以下步骤：将粗品二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液离心分离获得沉淀，将沉淀分散于体积比为1:1的正己烷和乙酸乙酯中，离心分离获得沉淀，将沉淀分散于正己烷中，获得纯化后的二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液。
8.根据权利要求1所述的提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法，其特征在于，所述二硬脂酸铝包覆的胶体钙钛矿量子点分散液的荧光量子产率为72～80％。
CN201910875783.0A 2019-09-17 2019-09-17 一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法 Active CN110511738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910875783.0A CN110511738B (zh) 2019-09-17 2019-09-17 一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910875783.0A CN110511738B (zh) 2019-09-17 2019-09-17 一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110511738A true CN110511738A (zh) 2019-11-29
CN110511738B CN110511738B (zh) 2022-11-15

Family

ID=68632722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910875783.0A Active CN110511738B (zh) 2019-09-17 2019-09-17 一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110511738B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111517364A (zh) * 2020-04-27 2020-08-11 电子科技大学 稳定硅包覆的纯相CsPb2Br5无机纳米晶的制备方法
CN112457597A (zh) * 2020-12-04 2021-03-09 中国矿业大学 一种钙钛矿金属非金属化合物核壳量子点聚合物薄膜及其制备方法与应用
CN114226190A (zh) * 2021-12-29 2022-03-25 电子科技大学 一种可光热抗冷凝失效的多层结构的超疏水表面及其制备方法
CN115948164A (zh) * 2022-12-26 2023-04-11 无锡极电光能科技有限公司 具有包覆外壳的钙钛矿量子点及其制备方法、量子点器件

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104388089A (zh) * 2014-11-04 2015-03-04 北京理工大学 一种高荧光量子产率杂化钙钛矿量子点材料及其制备方法
CN106905960A (zh) * 2017-02-23 2017-06-30 吉林师范大学 一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法
CN107117646A (zh) * 2017-05-17 2017-09-01 北京交通大学 铅卤钙钛矿量子点材料的制备方法
CN107500345A (zh) * 2017-08-24 2017-12-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种钙钛矿量子点的制备方法
CN107686725A (zh) * 2016-08-05 2018-02-13 聚和国际股份有限公司 外保护无机量子点及其制备方法
CN108192593A (zh) * 2018-01-18 2018-06-22 合肥工业大学 基于无机钙钛矿量子点与共轭有机小分子共晶结构的光学薄膜
CN108456520A (zh) * 2017-02-20 2018-08-28 Tcl集团股份有限公司 核苷酸包覆的水溶性钙钛矿量子点、制备方法及检测方法
US20180312754A1 (en) * 2015-11-08 2018-11-01 King Abdullah University Of Science And Technology Air-stable surface-passivated perovskite quantum dots (qds), methods of making these qds, and methods of using these qds
CN110184056A (zh) * 2019-06-20 2019-08-30 南京理工大学 用于x射线成像的高效率卤素钙钛矿量子点闪烁体的合成方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104388089A (zh) * 2014-11-04 2015-03-04 北京理工大学 一种高荧光量子产率杂化钙钛矿量子点材料及其制备方法
US20180312754A1 (en) * 2015-11-08 2018-11-01 King Abdullah University Of Science And Technology Air-stable surface-passivated perovskite quantum dots (qds), methods of making these qds, and methods of using these qds
CN107686725A (zh) * 2016-08-05 2018-02-13 聚和国际股份有限公司 外保护无机量子点及其制备方法
CN108456520A (zh) * 2017-02-20 2018-08-28 Tcl集团股份有限公司 核苷酸包覆的水溶性钙钛矿量子点、制备方法及检测方法
CN106905960A (zh) * 2017-02-23 2017-06-30 吉林师范大学 一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法
CN107117646A (zh) * 2017-05-17 2017-09-01 北京交通大学 铅卤钙钛矿量子点材料的制备方法
CN107500345A (zh) * 2017-08-24 2017-12-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种钙钛矿量子点的制备方法
CN108192593A (zh) * 2018-01-18 2018-06-22 合肥工业大学 基于无机钙钛矿量子点与共轭有机小分子共晶结构的光学薄膜
CN110184056A (zh) * 2019-06-20 2019-08-30 南京理工大学 用于x射线成像的高效率卤素钙钛矿量子点闪烁体的合成方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111517364A (zh) * 2020-04-27 2020-08-11 电子科技大学 稳定硅包覆的纯相CsPb2Br5无机纳米晶的制备方法
CN111517364B (zh) * 2020-04-27 2021-09-24 电子科技大学 稳定硅包覆的纯相CsPb2Br5无机纳米晶的制备方法
CN112457597A (zh) * 2020-12-04 2021-03-09 中国矿业大学 一种钙钛矿金属非金属化合物核壳量子点聚合物薄膜及其制备方法与应用
CN112457597B (zh) * 2020-12-04 2021-12-14 中国矿业大学 一种钙钛矿金属非金属化合物核壳量子点聚合物薄膜及其制备方法与应用
CN114226190A (zh) * 2021-12-29 2022-03-25 电子科技大学 一种可光热抗冷凝失效的多层结构的超疏水表面及其制备方法
CN115948164A (zh) * 2022-12-26 2023-04-11 无锡极电光能科技有限公司 具有包覆外壳的钙钛矿量子点及其制备方法、量子点器件
CN115948164B (zh) * 2022-12-26 2023-10-27 无锡极电光能科技有限公司 具有包覆外壳的钙钛矿量子点及其制备方法、量子点器件

Also Published As

Publication number Publication date
CN110511738B (zh) 2022-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110511738A (zh) 一种提高钙钛矿量子点稳定性的二硬脂酸铝包覆方法
US8017542B2 (en) Method for production of doped titanium oxide, doped titanium oxide, and visible light-responsive photocatalyst comprising the doped titanium oxide
Ruchi et al. Synthesis of titania/silica nanocomposite for enhanced photodegradation of methylene blue and methyl orange dyes under uv and mercury lights
CN110882705B (zh) 一种微波合成氧空位BiOCl/Bi2S3催化剂及其制备方法、应用
CN113244935A (zh) 一种原位生成钙钛矿异质结光催化剂及其制备方法
CN107312528A (zh) 一种室温富卤素CsPbX3无机钙钛矿纳米晶体的制备方法
CN109762562A (zh) 一种CsPbX3@TiO2纳米材料及其制法和应用
FR2826016A1 (fr) Compose a base d'un alcalino-terreux, de soufre et d'aluminium, de gallium ou d'indium, son procede de preparation et son utilisation comme luminophore
CN110643360A (zh) 一种耐水抗热的钙钛矿纳米晶及其制备方法和应用
CN105478153B (zh) 一种CeVO4/Ag/g‑C3N4复合光催化剂及其制备方法
CN105154084A (zh) 一种水相合成颜色可调的三元银铟硒AgInSe2荧光量子点的制备方法
CN112080021A (zh) 一种纳米纤维素诱导二氧化钛复合紫外屏蔽材料制备方法
CN105536765B (zh) 一种贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂及其制备方法
CN105772103A (zh) 甲基氨基碘化亚锡-二氧化钛可见光催化材料的制备方法
Chen et al. Synthesis of Pr-doped ZnO nanoparticles: Their structural, optical, and photocatalytic properties
CN115433405A (zh) 一种耐老化光转换材料、耐老化光转换膜及其制备方法
CN107715863A (zh) 一种缺氧态氧化钨光催化剂的制备方法
CN106732540B (zh) 一种锰掺杂二氧化铈纳米花可见光光催化剂的制备方法
CN108355633A (zh) 一种可见光响应掺氮纳米二氧化钛光催化剂的制备方法
Wang et al. Characterization of titania hydrosol and its influence on light fastness of polyester fabric
CN111569931A (zh) 一种用于光催化生产双氧水的碳氮催化剂的制备方法及其应用
CN110078116A (zh) 一种钙钛矿CsPbBr3量子点及其制备方法和应用
CN106634942B (zh) 一种太阳光驱动的热致变色材料及其制备方法
CN110116014A (zh) 一种具有空心结构的N-TiO2光催化剂制备方法
CN111675240B (zh) 一种黑色二氧化钛及其制备方法和应用

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