CN112028117B - 一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法及应用 - Google Patents
一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112028117B CN112028117B CN202010981225.5A CN202010981225A CN112028117B CN 112028117 B CN112028117 B CN 112028117B CN 202010981225 A CN202010981225 A CN 202010981225A CN 112028117 B CN112028117 B CN 112028117B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cspbbr
- nanocrystalline
- mixed solution
- wet chemical
- annealing
- 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.)
- Active
Links
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
- C09K11/665—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G21/00—Compounds of lead
- C01G21/16—Halides
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/18—Investigating the presence of flaws defects or foreign matter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/30—Three-dimensional structures
- C01P2002/34—Three-dimensional structures perovskite-type (ABO3)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法及应用,属于卤化物钙钛矿纳米晶技术领域。本发明通过热注射法制备CsPbBr3纳米晶,在高温、保护气氛下采用湿化学退火法钝化纳米晶表面的缺陷获得高光学稳定性和强光致发光的全无机CsPbBr3纳米晶,将全无机CsPbBr3纳米晶与聚苯乙烯/甲苯混合液进行混合,涂覆在PVC板(100mm×200mm)上,在X射线(管电压40KV,管电流30mA)激发下具有优异的绿色发光,使得在X射线下呈现出清晰的物像;并且经1mGy·s‑1剂量的X射线连续60次循环(3600s)照射后,仍可保持长期的光学稳定性,进而保持成像的清晰度。本发明全无机CsPbBr3纳米晶可用于制备X射线传感器或作为闪烁体应用于X射线成像中。
Description
技术领域
本发明涉及一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,属于卤化物钙钛矿纳米晶制备技术领域。
背景技术
X射线信号的检测对于计算机断层扫描,安全检查,无损检测和科学研究至关重要。近几年,CsPbBr3钙钛矿纳米晶体发展成为一种新型的闪烁体,X射线(20-60KV的管电压和 100-1000μA的管电流)可以直接作用于CsPbBr3量子点,从而通过量子限域效应以及电子和空穴波函数的重叠增加来诱发X射线发光效应,进而适用于超灵敏X射线探测器和检测范围为13nGy·s-1-278μGy·s-1的大面积柔性X射线成像器。此外,卤化钙钛矿在低剂量下可获得具有高分辨率的X射线图像,因而受到了广泛的关注和迅速的发展。对于长期应用而言,在高剂量X射线(0.5-5.5mGy·s-1剂量范围内)照射下,CsPbBr3纳米晶的稳定性较差,从根本上阻止了钙钛矿型光电器件的商业应用,目前这些问题还远远没有解决。据报道,钙钛矿结构的不稳定性与本身“软结构”产生的本征缺陷有关,本征缺陷的存在易诱导更多的缺陷产生,从而导致其稳定性较差,同时,这将进一步导致其光电性能的急剧降低。
发明内容
针对现在钙钛矿结构纳米晶的不稳定性等问题,本发明提供一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,本发明通过热注射法制备CsPbBr3纳米晶,在高温、保护气氛下采用湿化学退火法钝化纳米晶表面的缺陷获得高光学稳定性和强光致发光的全无机CsPbBr3纳米晶,将全无机CsPbBr3纳米晶与聚苯乙烯/甲苯混合液进行混合,涂覆在PVC板(100 mm×200mm)上,在X射线(管电压40KV,管电流30mA)激发下具有优异的绿色发光,使得在X射线下呈现出清晰的物像;并且经1mGy·s-1剂量的X射线连续60次循环(3600s) 照射后,仍可保持长期的光学稳定性,进而保持成像的清晰度。
一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,具体步骤如下:
(1)将Cs2CO3、油酸OA、1-十八烯ODE混合均匀,在温度为373.15~393.15K、真空条件下反应50~60min得到混合溶液A,混合溶液A在保护气氛条件下加热至温度为 413.15~433.15K得到油酸铯前驱体Cs-OA;
(2)将1-十八烯ODE、油胺OLA、油酸OA和PbBr2混合均匀得到PbBr2混合液,在温度为373.15~393.15K、真空条件下PbBr2混合液反应25~30min得到混合溶液B,将混合溶液B的温度降至343.15~353K,迅速加入步骤(1)的油酸铯前驱体Cs-OA反应5~10s得到混合溶液C,混合溶液C迅速降温至323.15K以下,采用甲苯洗涤3次以上得到CsPbBr3纳米晶沉淀,CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到CsPbBr3纳米晶分散液;
(3)将1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA混合均匀得到混合溶液D,混合溶液D在保护气氛、温度373.15~393.15K下恒温搅拌反应25~30min得到混合溶液E,混合溶液E降温至343.15~353.15K,迅速加入步骤(2)CsPbBr3纳米晶分散液,然后匀速降温至323.15K 以下,采用甲苯洗涤3次以上得到退火CsPbBr3纳米晶沉淀,退火CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到退火CsPbBr3纳米晶分散液;
(4)将聚苯乙烯溶解在甲苯中得到聚苯乙烯/甲苯混合溶液,将步骤(3)退火CsPbBr3纳米晶分散液加入到聚苯乙烯/甲苯混合溶液中混合均匀得到混合溶液F,混合溶液F涂覆在聚氯乙烯树脂上,然后真空干燥得到具有高效绿色发光的CsPbBr3纳米晶薄膜。
所述步骤(1)油酸OA和1-十八烯ODE的体积比为1:16~1:20。
所述步骤(1)Cs2CO3与油酸OA的固液比g:mL为0.1~0.5:1,保护气氛为氮气、氩气或氮-氩混合气。
所述步骤(2)1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为4~5:1:1,PbBr2混合液中PbBr2的浓度为0.025mol/L。
所述步骤(2)油酸铯前驱体Cs-OA中Cs元素与混合溶液B中Pb元素的摩尔比为1~4:1~2。
所述步骤(2)CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶的浓度为0.5mol/L。
所述步骤(3)1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为4~5:1:1,CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶与混合溶液E的固液比g:mL为1~4:5~6,退火CsPbBr3纳米晶分散液中退火CsPbBr3纳米晶的浓度为0.2mol/L。
所述聚苯乙烯/甲苯混合溶液中聚苯乙烯的摩尔分数为80~90%,退火CsPbBr3纳米晶分散液中退火CsPbBr3纳米晶与聚苯乙烯的质量比为0.2~0.3:1。
所述全无机CsPbBr3纳米晶薄膜用于制备X射线传感器或作为闪烁体应用于X射线成像中。
X射线成像的基本原理:当X射线穿透不同物体时,由于不同的物体在密度、厚度等方面存在差异,吸收的X射线程度就不同,物质的密度越高,则吸收X射线越多,在X射线照片上呈白影;反之,物质的密度越低,则吸收X射线越少,在X射线照片上呈黑影,从而在荧屏或胶片上形成明暗或黑白对比不同的影像。医生根据生物体不同组织结构的密度,结合解剖学和病理学知识,分析影像,判断组织器官的形态和功能。其他检测人员可以通过观察荧光屏上各物体的形状结合不同物质的密度,来判断物品的属性。
本发明的有益效果是:
(1)本发明高稳定CsPbBr3纳米晶在X射线激发下具有较强的发光强度,有利于形成清晰的图像,CsPbBr3纳米晶作为闪烁体材料,具有X射线发光性能优异、成像清晰、制备工艺简单和成本低廉等特点;
(2)本发明利用湿化学法退火得到的CsPbBr3纳米晶在空气、光照以及高能X射线照射下具有良好的稳定性,从而在实际应用过程中不易损坏。CsPbBr3纳米晶闪烁体材料的X射线荧光光谱主峰在520nm,非常接近于人眼最敏感的波段545~555nm,使得该闪烁体材料的荧光具有较高的人眼识别度;
(3)本发明的CsPbBr3纳米晶闪烁体材料可用于X射线成像材料,辐射照射监测、安全检查、X射线天文学和石油探测等领域。
附图说明
图1为实施例1热注射法制得的CsPbBr3纳米晶的XRD图谱;
图2为实施例1湿化学退火处理全无机CsPbBr3纳米晶的XRD图谱;
图3为实施例1热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶的发射光谱图,插图为两种方式制备的CsPbBr3纳米晶的发光实物图;
图4为实施例1热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在空气气氛下的归一化的发射光谱图;
图5为实施例1热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在紫外光照射下的归一化的发射光谱图;
图6为实施例1以螺旋弹簧植入硅胶树脂、电缆线以及针植入生物组织等为例X射线成像的实物图;
图7为热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶分别在剂量为1mGy·s-1的 X射线照射下,随时间变化的图像;
图8为用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在剂量为1mGy·s-1的X射线连续60 次循环(3600s)照射下的X射线发光的稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1:一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,具体步骤如下:
一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,具体步骤如下:
(1)将Cs2CO3、油酸OA、1-十八烯ODE混合均匀,在温度为393.15K、真空条件下反应60min得到混合溶液A,混合溶液A在保护气氛(氮气)条件下加热至温度为433.15K 得到油酸铯前驱体Cs-OA;其中油酸OA和1-十八烯ODE的体积比为1:16;Cs2CO3与油酸 OA的固液比g:mL为0.2:1;
(2)将1-十八烯ODE、油胺OLA、油酸OA和PbBr2混合均匀得到PbBr2混合液,在温度为393.15K、真空条件下PbBr2混合液反应30min得到混合溶液B,将混合溶液B的温度降至353K,迅速加入步骤(1)的油酸铯前驱体Cs-OA反应5s得到混合溶液C,混合溶液C迅速降温至323.15K以下,采用甲苯洗涤3次以上得到CsPbBr3纳米晶沉淀,CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到CsPbBr3纳米晶分散液;其中1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为4.5:1:1,PbBr2混合液中PbBr2的浓度为0.025mol/L;油酸铯前驱体Cs-OA 中Cs元素与混合溶液B中Pb元素的摩尔比为1:1;CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶的浓度为0.5mol/L;
(3)将1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA混合均匀得到混合溶液D,混合溶液D在保护气氛(氮气)、温度393.15K下恒温搅拌反应30min得到混合溶液E,混合溶液E降温至353.15K,迅速加入步骤(2)CsPbBr3纳米晶分散液,然后匀速降温至323.15K以下,采用甲苯洗涤3次以上得到退火CsPbBr3纳米晶沉淀,退火CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到退火CsPbBr3纳米晶分散液;其中退火CsPbBr3纳米晶分散液中退火CsPbBr3纳米晶的浓度为0.2mol/L;
(4)将聚苯乙烯溶解在甲苯中得到聚苯乙烯/甲苯混合溶液,将步骤(3)退火CsPbBr3纳米晶分散液加入到聚苯乙烯/甲苯混合溶液中混合均匀得到混合溶液F,混合溶液F涂覆在聚氯乙烯树脂上,然后真空干燥得到具有高效绿色发光的CsPbBr3纳米晶薄膜;其中1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为4.5:1:1,CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶与混合溶液E的固液比g:mL为1:6;
本实施例热注射法制得的CsPbBr3纳米晶的XRD图谱见图1,湿化学退火处理全无机 CsPbBr3纳米晶的XRD图谱见图2,从图1和图2可知,经湿化学退火处理的全无机CsPbBr3纳米晶结晶性远高于热注射法制得的CsPbBr3纳米晶;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶的发射光谱图,插图为两种方式制备的CsPbBr3纳米晶的发光实物图见图3,从图3可知,退火处理后CsPbBr3纳米晶的绿光发射强度大约提高了2倍;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在空气气氛下的归一化的发射光谱图见图4,退火处理后CsPbBr3纳米晶的发光强度在13天后仍能保持初始强度的80%,远远高于热注射法获得的CsPbBr3纳米晶的发光强度;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在紫外光照射下的归一化的发射光谱图见图5,退火处理后的CsPbBr3纳米晶的发光强度在紫外线(2mW·cm-2)下照射300 分钟后仍保持在初始强度的97%以上(对于热注射法制得的样品相同条件下仅保留了60%);
以螺旋弹簧植入硅胶树脂、电缆线以及针植入生物组织等为例X射线成像的实物图见图 6,从图中可以清晰的看到各自的轮廓;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶分别在剂量为1mGy·s-1的X射线照射下,随时间变化的图像见图7,热注射法制得的CsPbBr3纳米晶随着X射线剂量的增加会损坏成像,而退火处理后的CsPbBr3纳米晶在X射线连续照射15分钟后成像效果没有发生变化,从而具有稳定的成像能力;
用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在剂量为1mGy·s-1的X射线连续60次循环 (3600s)照射下的X射线发光的稳定性见图8,经过60次循环(3600s)后,X射线发光的强度几乎没有变化。
实施例2:一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,具体步骤如下:
一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,具体步骤如下:
(1)将Cs2CO3、油酸OA、1-十八烯ODE混合均匀,在温度为373.15K、真空条件下反应55min得到混合溶液A,混合溶液A在保护气氛(氮气)条件下加热至温度为413.15K 得到油酸铯前驱体Cs-OA;其中油酸OA和1-十八烯ODE的体积比为1:18;Cs2CO3与油酸 OA的固液比g:mL为0.3:1;
(2)将1-十八烯ODE、油胺OLA、油酸OA和PbBr2混合均匀得到PbBr2混合液,在温度为373.15K、真空条件下PbBr2混合液反应25min得到混合溶液B,将混合溶液B的温度降至343.15K,迅速加入步骤(1)的油酸铯前驱体Cs-OA反应10s得到混合溶液C,混合溶液C迅速降温至323.15K以下,采用甲苯洗涤3次以上得到CsPbBr3纳米晶沉淀,CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到CsPbBr3纳米晶分散液;其中1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为4:1:1,PbBr2混合液中PbBr2的浓度为0.025mol/L;油酸铯前驱体Cs-OA 中Cs元素与混合溶液B中Pb元素的摩尔比为2:1;CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶的浓度为0.5mol/L;
(3)将1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA混合均匀得到混合溶液D,混合溶液D在保护气氛、温度373.15K下恒温搅拌反应25min得到混合溶液E,混合溶液E降温至343.15K,迅速加入步骤(2)CsPbBr3纳米晶分散液,然后匀速降温至323.15K以下,采用甲苯洗涤3 次以上得到退火CsPbBr3纳米晶沉淀,退火CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到退火 CsPbBr3纳米晶分散液;其中退火CsPbBr3纳米晶分散液中退火CsPbBr3纳米晶的浓度为 0.2mol/L;
(4)将聚苯乙烯溶解在甲苯中得到聚苯乙烯/甲苯混合溶液,将步骤(3)退火CsPbBr3纳米晶分散液加入到聚苯乙烯/甲苯混合溶液中混合均匀得到混合溶液F,混合溶液F涂覆在聚氯乙烯树脂上,然后真空干燥得到具有高效绿色发光的CsPbBr3纳米晶薄膜;其中1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为4:1:1,CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶与混合溶液E的固液比g:mL为2:5;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶的发射光谱图可知,退火处理后 CsPbBr3纳米晶的绿光发射强度大约提高了1.6倍;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在空气气氛下的归一化的发射光谱图,退火处理后CsPbBr3纳米晶的发光强度在13天后仍能保持初始强度的74%,远远高于热注射法获得的CsPbBr3纳米晶的发光强度;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在紫外光照射下的归一化的发射光谱图,退火处理后的CsPbBr3纳米晶的发光强度在紫外线(2mW·cm-2)下照射300分钟后仍保持在初始强度的90%以上(对于热注射法制得的样品相同条件下仅保留了60%);
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶分别在剂量为1mGy·s-1的X射线照射下,随时间变化的图像,热注射法制得的CsPbBr3纳米晶随着X射线剂量的增加会损坏成像,而退火处理后的CsPbBr3纳米晶在X射线连续照射15分钟后成像效果没有发生变化,从而具有稳定的成像能力;
用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在剂量为1mGy·s-1的X射线连续60次循环 (3600s)照射下的X射线发光的稳定性,经过60次循环(3600s)后,X射线发光的强度几乎没有变化。
实施例3:一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,具体步骤如下:
一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,具体步骤如下:
(1)将Cs2CO3、油酸OA、1-十八烯ODE混合均匀,在温度为383.15K、真空条件下反应50min得到混合溶液A,混合溶液A在保护气氛(氮气)条件下加热至温度为423.15K 得到油酸铯前驱体Cs-OA;其中油酸OA和1-十八烯ODE的体积比为1:20;Cs2CO3与油酸 OA的固液比g:mL为0.5:1;
(2)将1-十八烯ODE、油胺OLA、油酸OA和PbBr2混合均匀得到PbBr2混合液,在温度为383.15K、真空条件下PbBr2混合液反应28min得到混合溶液B,将混合溶液B的温度降至348.15K,迅速加入步骤(1)的油酸铯前驱体Cs-OA反应8s得到混合溶液C,混合溶液C迅速降温至323.15K以下,采用甲苯洗涤3次以上得到CsPbBr3纳米晶沉淀,CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到CsPbBr3纳米晶分散液;其中1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为4:1:1,PbBr2混合液中PbBr2的浓度为0.025mol/L;油酸铯前驱体Cs-OA 中Cs元素与混合溶液B中Pb元素的摩尔比为1:2;CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶的浓度为0.5mol/L;
(3)将1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA混合均匀得到混合溶液D,混合溶液D在保护气氛、温度383.15K下恒温搅拌反应28min得到混合溶液E,混合溶液E降温至349.15K,迅速加入步骤(2)CsPbBr3纳米晶分散液,然后匀速降温至323.15K以下,采用甲苯洗涤3 次以上得到退火CsPbBr3纳米晶沉淀,退火CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到退火 CsPbBr3纳米晶分散液;其中退火CsPbBr3纳米晶分散液中退火CsPbBr3纳米晶的浓度为 0.2mol/L;
(4)将聚苯乙烯溶解在甲苯中得到聚苯乙烯/甲苯混合溶液,将步骤(3)退火CsPbBr3纳米晶分散液加入到聚苯乙烯/甲苯混合溶液中混合均匀得到混合溶液F,混合溶液F涂覆在聚氯乙烯树脂上,然后真空干燥得到具有高效绿色发光的CsPbBr3纳米晶薄膜;其中1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为5:1:1,CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶与混合溶液E的固液比g:mL为1:3;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶的发射光谱图可知,退火处理后 CsPbBr3纳米晶的绿光发射强度大约提高了1.8倍;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在空气气氛下的归一化的发射光谱图,退火处理后CsPbBr3纳米晶的发光强度在13天后仍能保持初始强度的75%,远远高于热注射法获得的CsPbBr3纳米晶的发光强度;
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在紫外光照射下的归一化的发射光谱图,退火处理后的CsPbBr3纳米晶的发光强度在紫外线(2mW·cm-2)下照射300分钟后仍保持在初始强度的94%以上(对于热注射法制得的样品相同条件下仅保留了60%);
热注射法和用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶分别在剂量为1mGy·s-1的X射线照射下,随时间变化的图像,热注射法制得的CsPbBr3纳米晶随着X射线剂量的增加会损坏成像,而退火处理后的CsPbBr3纳米晶在X射线连续照射15分钟后成像效果没有发生变化,从而具有稳定的成像能力;
用湿化学退火处理后制得的CsPbBr3纳米晶在剂量为1mGy·s-1的X射线连续60次循环 (3600s)照射下的X射线发光的稳定性,经过60次循环(3600s)后,X射线发光的强度几乎没有变化。
上面对本发明的具体实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)将Cs2CO3、油酸OA、1-十八烯ODE混合均匀,在温度为373.15~393.15 K、真空条件下反应50~60min得到混合溶液A,混合溶液A在保护气氛条件下加热至温度为413.15~433.15K得到油酸铯前驱体Cs-OA;
(2)将1-十八烯ODE、油胺OLA、油酸OA和PbBr2混合均匀得到PbBr2混合液,在温度为373.15~393.15 K、真空条件下PbBr2混合液反应25~30min得到混合溶液B,将混合溶液B的温度降至343.15~353 K,迅速加入步骤(1)的油酸铯前驱体Cs-OA反应5~10 s得到混合溶液C,混合溶液C迅速降温至323.15 K以下,采用甲苯洗涤3次以上得到CsPbBr3纳米晶沉淀,CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到CsPbBr3纳米晶分散液;
(3)将1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA混合均匀得到混合溶液D,混合溶液D在保护气氛、温度373.15~ 393.15 K下恒温搅拌反应25~30 min得到混合溶液E,混合溶液E降温至343.15~353.15 K,迅速加入步骤(2)CsPbBr3纳米晶分散液,然后匀速降温至323.15 K以下,采用甲苯洗涤3次以上得到退火CsPbBr3纳米晶沉淀,退火CsPbBr3纳米晶沉淀分散在甲苯中得到退火CsPbBr3纳米晶分散液;其中CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶与混合溶液E的固液比g:mL为 1~4:5~6,退火CsPbBr3纳米晶分散液中退火CsPbBr3纳米晶的浓度为0.2mol/L;
(4)将聚苯乙烯溶解在甲苯中得到聚苯乙烯/甲苯混合溶液,将步骤(3)退火CsPbBr3纳米晶分散液加入到聚苯乙烯/甲苯混合溶液中混合均匀得到混合溶液F,混合溶液F涂覆在聚氯乙烯树脂上,然后真空干燥得到CsPbBr3纳米晶薄膜。
2.根据权利要求1所述湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,其特征在于:步骤(1)油酸OA和1-十八烯ODE的体积比为1:16~1:20。
3.根据权利要求1所述湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,其特征在于:步骤(1)Cs2CO3与油酸OA的固液比g:mL为0.1~0.5:1,保护气氛为氮气、氩气或氮-氩混合气。
4.根据权利要求1所述湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,其特征在于:步骤(2)1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为4~5:1:1,PbBr2混合液中PbBr2的浓度为0.025 mol/L。
5.根据权利要求1所述湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,其特征在于:步骤(2)油酸铯前驱体Cs-OA中Cs元素与混合溶液B中Pb元素的摩尔比为1~4:1~2。
6.根据权利要求1所述湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,其特征在于:步骤(2)CsPbBr3纳米晶分散液中CsPbBr3纳米晶的浓度为 0.5mol/L。
7.根据权利要求1所述湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,其特征在于:步骤(3)1-十八烯ODE、油胺OLA和油酸OA的体积比为 4~5:1:1。
8.根据权利要求1所述湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法,其特征在于:聚苯乙烯/甲苯混合溶液中聚苯乙烯的摩尔分数为80~90%,退火CsPbBr3纳米晶分散液中退火CsPbBr3纳米晶与聚苯乙烯的质量比为0.2~0.3:1。
9.权利要求1~8任一项所述方法制备的全无机CsPbBr3纳米晶用于制备X射线传感器或作为闪烁体应用于X射线成像中。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010981225.5A CN112028117B (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010981225.5A CN112028117B (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法及应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112028117A CN112028117A (zh) | 2020-12-04 |
CN112028117B true CN112028117B (zh) | 2022-01-25 |
Family
ID=73590254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010981225.5A Active CN112028117B (zh) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | 一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法及应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112028117B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113066809B (zh) * | 2021-03-05 | 2023-04-18 | 兰州大学 | 一种柔性x射线闪烁体探测器的制备方法 |
CN113571651B (zh) * | 2021-07-21 | 2023-10-20 | 北京大学 | 用于钙钛矿薄膜光电器件制备的溶液介质退火方法 |
CN114890452B (zh) * | 2022-05-19 | 2024-04-26 | 南京工业大学 | 一种x射线闪烁体的制备方法 |
CN114920286A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-19 | 南方科技大学 | 一种高质量的CsPbBr3纳米晶超粒子及其制备方法 |
CN115026298A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-09 | 南京师范大学 | 一种PdMoW三元合金纳米材料、制备方法及在电催化氧还原中的应用 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107248538A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-10-13 | 华中科技大学 | 一种双钙钛矿晶体的后处理方法及应用 |
CN108314077A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-24 | 扬州大学 | 简易制备全无机钙钛矿纳米结构的方法 |
WO2019138095A1 (en) * | 2018-01-12 | 2019-07-18 | Katholieke Universiteit Leuven | Modified perovskites and perovskite likes and uses thereof |
CN110028950A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-19 | 济南大学 | 一种高稳定性、水溶性的球形CsPbX3@SiO2量子点的制备方法 |
CN110746959A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-02-04 | 上海大学 | 全无机卤化铅铯钙钛矿量子点超快闪烁体复合材料的制备方法 |
WO2020049499A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | King Abdullah University Of Science And Technology | Method for making inorganic perovskite nanocrystals film and applications |
CN111204797A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-29 | 南京工业大学 | 一种形貌可控的全无机CsPbBr3钙钛矿纳米晶体的制备方法 |
CN111579567A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-25 | 山东理工大学 | 新型x射线成像闪烁体材料的定量检测与综合评价方法 |
-
2020
- 2020-09-17 CN CN202010981225.5A patent/CN112028117B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107248538A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-10-13 | 华中科技大学 | 一种双钙钛矿晶体的后处理方法及应用 |
WO2019138095A1 (en) * | 2018-01-12 | 2019-07-18 | Katholieke Universiteit Leuven | Modified perovskites and perovskite likes and uses thereof |
CN108314077A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-24 | 扬州大学 | 简易制备全无机钙钛矿纳米结构的方法 |
WO2020049499A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | King Abdullah University Of Science And Technology | Method for making inorganic perovskite nanocrystals film and applications |
CN110028950A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-19 | 济南大学 | 一种高稳定性、水溶性的球形CsPbX3@SiO2量子点的制备方法 |
CN110746959A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-02-04 | 上海大学 | 全无机卤化铅铯钙钛矿量子点超快闪烁体复合材料的制备方法 |
CN111204797A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-29 | 南京工业大学 | 一种形貌可控的全无机CsPbBr3钙钛矿纳米晶体的制备方法 |
CN111579567A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-25 | 山东理工大学 | 新型x射线成像闪烁体材料的定量检测与综合评价方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
"Direct Identification of Surface Defects and Their Influence on the Optical Characteristics of Upconversion Nanoparticles";Wenjuan Bian et al.;《ACS Nano》;20180404;第12卷(第4期);第3623页左栏第2段第1-3行、第3627页实验部分第1-2段 * |
"Modified surface states of NaGdF4:Yb3+/Tm3+ up-conversion nanoparticles: Via a post-chemical annealing process";Min, Q et al.;《Nanoscale》;20180912;第10卷(第40期);第19031-19038页 * |
"Nanocrystals of Cesium Lead Halide Perovskites (CsPbX3, X = Cl, Br, and I): Novel Optoelectronic Materials Showing Bright Emission with Wide Color Gamut";Loredana Protesescu et al.;《Nano Letters》;20150129;第15卷(第6期);supporting information第1-2页制备方法部分 * |
"Synergetic Effect of Postsynthetic Water Treatment on the Enhanced Photoluminescence and Stability of CsPbX 3 (X = Cl, Br, I) Perovskite Nanocrystals";Ying Liu et al.;《Chemistry of Materials》;20180905;第30卷(第19期);第6922页左栏第1段、第6823页实验部分第2-4段 * |
"发光铅卤钙钛矿纳米晶稳定性的研究进展";樊钦华 等;《物理学报》;20200630;第69卷(第11期);第1-11页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112028117A (zh) | 2020-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112028117B (zh) | 一种湿化学退火法制备全无机CsPbBr3纳米晶的方法及应用 | |
CN112048302B (zh) | 一种Cs2TeCl6无铅钙钛矿薄膜的制备方法及应用 | |
Lu et al. | All-inorganic perovskite nanocrystals: next-generation scintillation materials for high-resolution X-ray imaging | |
JP3777486B2 (ja) | 蛍光体及びそれを用いた放射線検出器及びx線ct装置 | |
CN113046076A (zh) | 一种原位制备钙钛矿闪烁体薄膜的方法 | |
CN111348675A (zh) | 一种无自吸收纳米晶作为闪烁体的应用及其制备方法 | |
CN1057664A (zh) | 应用石榴石结构闪烁体的高速耐辐射ct闪烁体系统 | |
CN114591741B (zh) | 一种镧系离子掺杂的双钙钛矿纳米晶体、其制备方法及应用 | |
CN114774109A (zh) | 一种无铅钙钛矿聚合物闪烁体制备方法及应用 | |
Ouyang et al. | Efficient sky-blue radioluminescence of microcrystalline Cs 3 Cu 2 I 5 based large-scale eco-friendly composite scintillators for high-sensitive ionizing radiation detection | |
Okazaki et al. | Luminescence and dose-rate response properties of Pr-doped Bi4Ge3O12 scintillators | |
CN112028493B (zh) | 一种高透明全无机钙钛矿量子点玻璃闪烁体的制备方法及应用 | |
CN108130512A (zh) | ZnO:Ga单晶纳米棒阵列X射线闪烁转换屏及其制备方法和应用 | |
CN114015088B (zh) | 一种有机-无机纳米复合闪烁体材料制备方法及其应用 | |
CN114085664B (zh) | 一种基于钙钛矿-闪烁体单晶的复合闪烁体及制备方法 | |
US20020014603A1 (en) | Radiation detector using a doped crystal | |
CN114507521B (zh) | 一种宽谱带闪烁体及其x射线成像应用 | |
CN110817939A (zh) | 一种碱土锡酸盐近红外发光材料的熔盐合成法及应用 | |
AU2015252094B2 (en) | Radiation storage phosphor & applications | |
Meng et al. | A new promising X-ray storage phosphor BaBrCl: Eu2+ | |
Kavitha et al. | An Investigation of the Luminescence and Hemocompatibility Properties of Eu3+ Doped SrS Synthesized Via Sol–Gel Route | |
CN115074116B (zh) | 一种富氢二维钙钛矿快中子闪烁体材料及其制备方法和应用 | |
Meng et al. | Photostimulated luminescence of BaFCl: Eu2+ in oxide glass ceramics | |
CN115323323B (zh) | 一种铊掺杂低维钙钛矿结构微晶闪烁薄膜及其制备方法和应用 | |
Nanto et al. | New photostimulable phosphor materials for an imaging plate of computed radiography |
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 |