CN112442356A - 一种abx3型稳定钙钛矿量子点的制备方法 - Google Patents

一种abx3型稳定钙钛矿量子点的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112442356A
CN112442356A CN202011397141.3A CN202011397141A CN112442356A CN 112442356 A CN112442356 A CN 112442356A CN 202011397141 A CN202011397141 A CN 202011397141A CN 112442356 A CN112442356 A CN 112442356A
Authority
CN
China
Prior art keywords
perovskite quantum
quantum dot
acid
sulfonyl
preparation
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
CN202011397141.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112442356B (zh
Inventor
申浩然
王嘉谦
杨柳
张建斌
王伟
陈淑芬
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.)
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Nanjing University of Posts and Telecommunications
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 Nanjing University of Posts and Telecommunications filed Critical Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN202011397141.3A priority Critical patent/CN112442356B/zh
Publication of CN112442356A publication Critical patent/CN112442356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112442356B publication Critical patent/CN112442356B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • 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)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法，包括以下步骤：(1)将含有A的化合物、含有B的化合物、含有X的化合物在极性溶剂中超声溶解，得到混合溶液；(2)在混合溶液中加入胺、酸和含有苯磺酰胺官能团的混合有机物，混合均匀得到钙钛矿量子点前驱体溶液；(3)将醇加入极性溶剂中混合后得到反溶剂；(4)将钙钛矿量子点的前驱体溶液加入反溶剂中，混合后即得钙钛矿量子点溶液；其中，A为甲脒、甲胺、铯中的一种或几种，B为Pb、Sn、Ge或Cu中的一种或几种，X为Cl、Br或I中的一种或几种。该方法制备出的钙钛矿量子点具有很好的稳定性，在空气中能够保持300小时发光强度无任何衰减，色纯度高、发光峰窄，制备方法简单，成本低廉。

Description

一种ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法
技术领域
本发明涉及一种钙钛矿量子点的制备方法，更具体的，涉及一种ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法。
背景技术
钙钛矿量子点材料是一种纳米级别的半导体材料，具有十分广泛的应用前景，可应用于显示照明、太阳能电池和激光等领域，尤其是在显示和照明领域。钙钛矿量子点的发光颜色可以简单地根据尺寸大小、卤素原子种类和比例来调节，可以轻而易举地获得可见光范围的发光，具有半峰宽窄、色纯度高和色域宽的特点，但在实际合成过程中，钙钛矿量子点材料存在光热稳定性较差、暴露在水氧环境下迅速聚集沉淀、分解等稳定性问题，限制了其大规模应用，例如全无机钙钛矿量子点，由于量子点表面存在较多未配位的悬挂键原子，在极性环境中很容易降解，并且量子点与油酸和胺类配体结合力较弱，在离心纯化过程中量子点表面的油酸与胺类配体容易脱落，进而与周围量子点团聚，从而使澄清的钙钛矿量子点溶液析出大量大颗粒的钙钛矿纳米颗粒，进而影响其光学性能和应用。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够制造出光热稳定性好、不易沉淀分解、发光性能稳定的钙钛矿量子点的ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法。
技术方案：本发明所述的ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含有A的化合物、含有B的化合物、含有X的化合物在极性溶剂中超声溶解，得到混合溶液；
(2)在混合溶液中加入胺、酸和含有苯磺酰胺官能团的混合有机物，混合均匀得到钙钛矿量子点的前驱体溶液；
(3)将醇加入极性溶剂中混合后得到反溶剂；
(4)将钙钛矿量子点的前驱体溶液加入反溶剂中，混合后即得钙钛矿量子点溶液；
其中，A为甲脒、甲胺、铯中的一种或几种，B为Pb、Sn、Ge或Cu中的一种或几种，X为Cl、Br或I中的一种或几种。
其中，步骤2中含有苯磺酰胺官能团的混合有机物包括苯磺酰胺及其衍生物，苯磺酰胺及其衍生物为苯磺酰胺、邻/间/对甲苯磺酰胺、对羧基苯磺酰胺，含有苯磺酰胺官能团的混合有机物包括羧酸酯及其衍生物、磺酰基苯甲酸衍生物中的至少一种，羧酸酯及其衍生物为4-磺酰基苯甲酸甲酯或3-氨基-4-磺酰基苯甲酸甲酯，磺酰基苯甲酸衍生物为4-甲基磺酰基苯甲酸酯、4-二甲基磺酰基苯甲酸、4-[(乙基氨基)磺酰基]苯甲酸、4-[(丙-2-炔氨基)磺酰基]苯甲酸、4-[(异丙基氨基)磺酰基]苯甲酸、4-[(叔丁基氨基)磺酰基]-苯甲酸、4-[(异丁基氨基)磺酰基]苯甲酸、2-氨基-4-(氨基磺酰基)苯羧酸、3-氨基-4-(氨基磺酰基)苯羧酸或3-氯-4-(氨基磺酰基)苯羧酸，步骤2中胺为丁胺、辛胺、十二胺、十六胺、十八胺、油胺、叔丁胺、正丁胺、苯胺或萘胺，酸为乙酸、己酸、辛酸、月桂酸或油酸。
制备原理：前驱体中加入苯磺酰胺的配体，在将前驱体加入反溶剂中时，钙钛矿离子结晶析出。由于苯磺酰胺与钙钛矿量子点中的B位离子的强相互作用将部分取代量子点表面的酸和胺类配体，钝化量子点表面的缺陷。这些原来的酸、胺配体往往会因为去质子化而从钙钛矿表面脱落，因此，此配体能很好改善量子点的稳定性，为了提高配体在反溶剂中的分散性而加入的醇没有破坏量子点也证明了钙钛矿抗极性溶剂的能力提高。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、制备出的钙钛矿量子点的稳定性有大幅度提升，在空气中能够保持300小时发光强度无任何衰减，色纯度高、发光峰窄，在显示、照明领域有良好的应用前景；2、制备方法简单，成本低廉。
附图说明
图1是本发明钙钛矿量子点和对比例1钙钛矿量子点的PL谱图；
图2是本发明钙钛矿量子点的稳定性测试图；
图3是本发明钙钛矿量子点的透射电镜图；
图4是对比例1钙钛矿量子点的透射电镜图。
具体实施方式
实施例1
(1)取将36.7mg的PbBr2、100μL油酸铯超声溶解在2mL的N，N-二甲基甲酰胺中，得到混合溶液；
(2)在混合溶液中加入491μL油酸、21μL十二胺、5.3mg的对羧基苯磺酰胺充分搅拌，混合均匀得到钙钛矿量子的前驱体溶液；
(3)将250μL异丙醇加入10mL甲苯中，得到异丙醇和甲苯的混合反溶剂；
(4)将250μL钙钛矿量子的前驱体溶液加入高速搅拌的混合反溶剂中，混合后即得CsPbBr3钙钛矿量子点溶液。
实施例2
(1)取将36.7mg的PbBr2、100μL油酸铯超声溶解在2mL的N，N-二甲基甲酰胺中，得到混合溶液；
(2)在混合溶液中加入491μL油酸、21μL十二胺、4.3mg的对甲苯磺酰胺充分搅拌，混合均匀得到钙钛矿量子点的前驱体溶液；
(3)将250μL异丙醇加入10mL甲苯中，得到异丙醇和甲苯的混合反溶剂；
(4)将250μL钙钛矿量子的前驱体溶液加入高速搅拌的混合反溶剂中，混合后即得钙钛矿量子点溶液。
对比例1
(1)取将36.7mg的PbBr2、100μL油酸铯超声溶解在2mL的N，N-二甲基甲酰胺中，得到混合溶液；
(2)在混合溶液中加入491μL油酸、21μL十二胺充分搅拌，混合均匀得到钙钛矿量子的前驱体溶液；
(3)将250μL钙钛矿量子的前驱体溶液加入高速搅拌的10mL甲苯中，混合后即得钙钛矿量子点溶液。
对比例2
(1)取将36.7mg的PbBr2、100μL油酸铯超声溶解在2mL的N，N-二甲基甲酰胺中，得到混合溶液；
(2)在混合溶液中加入491μL油酸、21μL十二胺、2mg的4-巯基苯甲酸充分搅拌，混合均匀得到钙钛矿量子的前驱体溶液；
(3)将250μL异丙醇加入10mL甲苯中，得到异丙醇和甲苯的混合反溶剂；
(4)将250μL钙钛矿量子的前驱体溶液加入高速搅拌的混合反溶剂中，混合后即得钙钛矿量子点溶液。
对比例3
(1)取将36.7mg的PbBr2、100μL油酸铯超声溶解在2mL的N，N-二甲基甲酰胺中，得到混合溶液；
(2)在混合溶液中加入491μL油酸、21μL十二胺、2mg的邻氨基酚磺酸充分搅拌，混合均匀得到钙钛矿量子的前驱体溶液；
(3)将250μL异丙醇加入10mL甲苯中，得到异丙醇和甲苯的混合反溶剂；
(4)将250μL钙钛矿量子的前驱体溶液加入高速搅拌的混合反溶剂中，混合后即得钙钛矿量子点溶液。
与实施例1相比，对比例2用4-巯基苯甲酸处理的钙钛矿量子点成核速率较慢并且产生大量沉淀，对比例3用邻氨基酚磺酸处理的钙钛矿量子点荧光效率大幅度降低。实施例1和对比例1荧光发射如图1所示，与没有用对羧基苯磺酰胺和异丙醇处理的钙钛矿量子点相比，加入对羧基苯磺酰胺和异丙醇处理的钙钛矿量子点的PL强度小幅度增强；如图2所示，实施例1的钙钛矿量子点具有很好的稳定性，将量子点置于空气中300小时，未发现发光性能衰减；如图3、图4所示，钙钛矿量子点呈现立体结构，钙钛矿量子点的结构没有因对羧基苯磺酰胺和异丙醇的加入而改变。

Claims (7)

1.一种ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含有A的化合物、含有B的化合物、含有X的化合物在极性溶剂中超声溶解，得到混合溶液；
(2)在混合溶液中加入胺、酸和含有苯磺酰胺官能团的混合有机物，混合均匀得到钙钛矿量子点的前驱体溶液；
(3)将醇加入极性溶剂中混合后得到反溶剂；
(4)将钙钛矿量子点的前驱体溶液加入反溶剂中，混合后即得钙钛矿量子点溶液；
其中，A为甲脒、甲胺、铯中的一种或几种，B为Pb、Sn、Ge或Cu中的一种或几种，X为Cl、Br或I中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤2中含有苯磺酰胺官能团的混合有机物包括苯磺酰胺及其衍生物。
3.根据权利要求2所述的ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，所述苯磺酰胺及其衍生物为苯磺酰胺、邻/间/对甲苯磺酰胺、对羧基苯磺酰胺。
4.根据权利要求2所述的ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，所述含有苯磺酰胺官能团的混合有机物包括羧酸酯及其衍生物、磺酰基苯甲酸衍生物中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，所述羧酸酯及其衍生物为4-磺酰基苯甲酸甲酯或3-氨基-4-磺酰基苯甲酸甲酯。
6.根据权利要求4所述的ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，所述磺酰基苯甲酸衍生物为4-甲基磺酰基苯甲酸酯、4-二甲基磺酰基苯甲酸、4-[(乙基氨基)磺酰基]苯甲酸、4-[(丙-2-炔氨基)磺酰基]苯甲酸、4-[(异丙基氨基)磺酰基]苯甲酸、4-[(叔丁基氨基)磺酰基]-苯甲酸、4-[(异丁基氨基)磺酰基]苯甲酸、2-氨基-4-(氨基磺酰基)苯羧酸、3-氨基-4-(氨基磺酰基)苯羧酸或3-氯-4-(氨基磺酰基)苯羧酸。
7.根据权利要求1所述的ABX3型稳定钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤2中胺为丁胺、辛胺、十二胺、十六胺、十八胺、油胺、叔丁胺、正丁胺、苯胺或萘胺，酸为乙酸、己酸、辛酸、月桂酸或油酸。
CN202011397141.3A 2020-12-03 2020-12-03 一种abx3型稳定钙钛矿量子点的制备方法 Active CN112442356B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011397141.3A CN112442356B (zh) 2020-12-03 2020-12-03 一种abx3型稳定钙钛矿量子点的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011397141.3A CN112442356B (zh) 2020-12-03 2020-12-03 一种abx3型稳定钙钛矿量子点的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112442356A true CN112442356A (zh) 2021-03-05
CN112442356B CN112442356B (zh) 2022-10-14

Family

ID=74740277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011397141.3A Active CN112442356B (zh) 2020-12-03 2020-12-03 一种abx3型稳定钙钛矿量子点的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112442356B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113122250A (zh) * 2021-03-19 2021-07-16 南京邮电大学 一种白光钙钛矿量子片的制备方法
CN114058366A (zh) * 2021-12-13 2022-02-18 吉林大学 一种利用双氨基配体稳定钙钛矿纳米晶的方法及由该双氨基配体稳定的钙钛矿纳米晶
CN115448873A (zh) * 2022-09-16 2022-12-09 南京邮电大学 一种dj相2d钙钛矿材料和制备方法及其应用
WO2023087449A1 (zh) * 2021-11-17 2023-05-25 中国科学院深圳先进技术研究院 锰掺杂有机钙钛矿团簇材料及其制备方法
CN116600613A (zh) * 2023-07-17 2023-08-15 四川京龙光电科技有限公司 一种钙钛矿柔性显示器件制备方法及柔性显示器件
CN117417742A (zh) * 2023-06-30 2024-01-19 浙江大学温州研究院 一种耐醇性钙钛矿量子点的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103762344A (zh) * 2014-01-21 2014-04-30 华中科技大学 一种两性分子改性的钙钛矿光电功能材料及其应用
CN108807680A (zh) * 2018-06-11 2018-11-13 西南石油大学 一种高性能钙钛矿太阳能电池
CN110157408A (zh) * 2019-05-17 2019-08-23 南京理工大学 等效配体合成高效稳定全无机卤素钙钛矿量子点闪烁体的方法
CN111646496A (zh) * 2020-04-30 2020-09-11 南京理工大学 具有高偏振特性的高度有序钙钛矿纳米片薄膜及制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103762344A (zh) * 2014-01-21 2014-04-30 华中科技大学 一种两性分子改性的钙钛矿光电功能材料及其应用
CN108807680A (zh) * 2018-06-11 2018-11-13 西南石油大学 一种高性能钙钛矿太阳能电池
CN110157408A (zh) * 2019-05-17 2019-08-23 南京理工大学 等效配体合成高效稳定全无机卤素钙钛矿量子点闪烁体的方法
CN111646496A (zh) * 2020-04-30 2020-09-11 南京理工大学 具有高偏振特性的高度有序钙钛矿纳米片薄膜及制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113122250A (zh) * 2021-03-19 2021-07-16 南京邮电大学 一种白光钙钛矿量子片的制备方法
WO2023087449A1 (zh) * 2021-11-17 2023-05-25 中国科学院深圳先进技术研究院 锰掺杂有机钙钛矿团簇材料及其制备方法
CN114058366A (zh) * 2021-12-13 2022-02-18 吉林大学 一种利用双氨基配体稳定钙钛矿纳米晶的方法及由该双氨基配体稳定的钙钛矿纳米晶
CN115448873A (zh) * 2022-09-16 2022-12-09 南京邮电大学 一种dj相2d钙钛矿材料和制备方法及其应用
CN115448873B (zh) * 2022-09-16 2023-12-05 南京邮电大学 一种dj相2d钙钛矿材料和制备方法及其应用
CN117417742A (zh) * 2023-06-30 2024-01-19 浙江大学温州研究院 一种耐醇性钙钛矿量子点的制备方法
CN116600613A (zh) * 2023-07-17 2023-08-15 四川京龙光电科技有限公司 一种钙钛矿柔性显示器件制备方法及柔性显示器件
CN116600613B (zh) * 2023-07-17 2023-09-26 四川京龙光电科技有限公司 一种钙钛矿柔性显示器件制备方法及柔性显示器件

Also Published As

Publication number Publication date
CN112442356B (zh) 2022-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112442356A (zh) 一种abx3型稳定钙钛矿量子点的制备方法
EP2787057B1 (de) Blau-emittierende Leuchtdioden auf Basis von Zinkselenid-Quantenpunkten
CN108531172B (zh) 一种杂化钙钛矿微晶发光材料的制备方法及其应用
CN111081816A (zh) 碱金属离子钝化表面缺陷的钙钛矿纳米晶及其制备与应用
CN101580628A (zh) 一种量子点发光透明灌封胶复合材料
US9879178B2 (en) Fluoride phosphor, fabricating method thereof, and light-emitting apparatus and backlight module employing the same
Rai et al. Synthesis, growth mechanism and photoluminescence of monodispersed cubic shape Ce doped YAG nanophosphor
CN104673315B (zh) 一种新型高散射量子点荧光粉及其制备方法
CN113403070B (zh) 一种高稳定性铯铅卤钙钛矿同质结胶体量子点的制备方法
CN106590629B (zh) 一种提高MAPbBr3钙钛矿量子点稳定性的方法
CN111978954A (zh) 一种具有蓝色荧光特性的硫量子点制备方法
CN111171813A (zh) 一种全无机钙钛矿CsPbBr3量子点超晶格的制备方法
CN111961467A (zh) 一种钙钛矿复合发光材料及其制备方法、产品和应用
CN115627163B (zh) 一种高荧光量子产率紫光钙钛矿量子点的制备方法
KR20220038225A (ko) ＣｓＰｂＢｒ3 페로브스카이트 나노결정 및 그 제작방법
CN111057542B (zh) 一种室温水乳液法制备CsPbX3钙钛矿量子点的方法
US10351766B2 (en) Phosphor, fabricating method thereof, method for regulating crystal phase thereof, and method for changing crystal phase hereof
CN109279642B (zh) 一种稀土掺杂氧化锌的制备方法
CN108300474B (zh) 一种制备纳米钇铝石榴石荧光粉的方法
CN107163941B (zh) 一种碱土金属钨钼酸盐红色荧光粉及其制备方法
WO2020134146A1 (zh) 一种复合物及其制备方法
CN108531163B (zh) 一种高量子产率蓝光钙钛矿胶体量子点材料及合成方法
CN114214063B (zh) 一种单基质白光发射碳点荧光粉的制备方法
CN114507519A (zh) 一种深蓝光钙钛矿量子点的常温绿色合成方法及其在制备钙钛矿发光二极管中的应用
Wang et al. Facile synthesis of perovskite phosphors and nanocrystals using laundry detergent by ultra-rapid freezing for light-emitting diodes application

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