CN112457846A - 一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法及应用 - Google Patents
一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112457846A CN112457846A CN202011314193.XA CN202011314193A CN112457846A CN 112457846 A CN112457846 A CN 112457846A CN 202011314193 A CN202011314193 A CN 202011314193A CN 112457846 A CN112457846 A CN 112457846A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nanocrystalline
- cspbbr
- doped
- doped cspbbr
- application
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims abstract description 37
- VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L Zinc bromide Inorganic materials Br[Zn]Br VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 24
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims abstract description 23
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 19
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- ZASWJUOMEGBQCQ-UHFFFAOYSA-L dibromolead Chemical compound Br[Pb]Br ZASWJUOMEGBQCQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 5
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- -1 fluororesin Substances 0.000 claims 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 abstract description 30
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 7
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000004054 semiconductor nanocrystal Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 208000002177 Cataract Diseases 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000035719 Maculopathy Diseases 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 208000030533 eye disease Diseases 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 208000002780 macular degeneration Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000009103 reabsorption Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- C09K11/02—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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及发光材料技术领域，具体涉及一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法及应用。包括以下步骤：(1)将一定量的Cs2CO3、PbBr2、ZnBr2、油酸、油胺、十八烯混合物搅拌均匀，在惰性气体保护下，加热至80‑140℃，保温至反应结束后冷却至室温；(2)将步骤(1)中的反应体系离心分离除去上层清液，洗涤，得到所述Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶。本发明的制备方法采用一锅法，只需将所有原料的混合物直接加热到反应所需的温度，具有操作简单、一次大规模合成高质量纳米晶、可扩展、可重复等优点，很适合用于掺杂钙钛矿量子点的合成。并且随着掺杂量的提高，合成出的纳米晶尺寸具有趋向均匀的优点。
Description
技术领域
本发明涉及发光材料的技术领域，具体涉及一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法及应用。
背景技术
量子点的研究正处于蓬勃发展阶段，现阶段我国体量较大的研究在于应用场景多元化，光电器件具有绝对的产业化优势。近四十年来，量子点的制备从有机相到水相，从低荧光量子产率到高荧光量子产率，从短荧光寿命到长荧光寿命，量子点的制备技术在不断发展。
量子点是指尺寸小于或等于激子波尔半径的半导体纳米晶。当半导体材料的晶粒尺寸逐渐减小时，材料的连续能带结构变成分立能级结构。随着纳米晶尺寸的逐渐减小，其禁带宽度逐渐增大，其荧光光谱呈现蓝移趋势。可以通过调控掺杂其他离子，控制纳米晶的尺寸，进而调控其荧光波长范围。
CsPbBr3钙钛矿型材料是直接带隙半导体材料，其带隙能为2.30eV。CsPbBr3纳米晶的荧光主要为绿光。CsPbBr3纳米晶的制备方法有很多，主要包括在溶液中合成的化学法和熔融-热处理法。溶液中合成的化学法以高温热注射法、过饱和重结晶法、阴离子交换法和微波合成法等。
如何调控CsPbBr3纳米晶的荧光峰，实现更宽范围的发光是亟待解决的一个问题。可以通过调整掺杂比例和时间来控制CsPbBr3纳米晶的尺寸，实现对其荧光峰的调控。
白光LED以其发光效率高，节能，高亮度，制备简单，使用寿命长等优势成为目前使用最广泛的照明光源。钙钛矿纳米晶由于其出色的荧光量子效率，和窄发射光谱，是一种很理想的颜色转化器。对于白光照明器件而言，目前广泛采用的方法有以下三种：第一种为使用红绿蓝三基色的LED组成白光器件，但因其成本高且白光光色调控与反馈复杂，限制了其广泛应用；第二种方法是通过蓝光LED加上黄色荧光粉转换层形成白光器件，但是蓝光对人眼有一定的危害，容易导致白内障和黄斑病变等眼疾；第三种为紫外LED加上蓝绿红三基色荧光粉转换层，这种方法虽然减少了蓝光伤害，但会造成不同荧光粉之间的重吸收和长期使用条件下多个符合荧光粉所导致的光色不稳定问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法，操作简单，便于量产。
本发明的目的之二在于提供一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的的应用，用于制备白光LED器件。
本发明实现目的之一所采用的方案是：一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定量的Cs2CO3、PbBr2、ZnBr2、油酸、油胺、十八烯混合物搅拌均匀，在惰性气体保护下，加热至80-140℃，保温至反应结束后冷却至室温；
(2)将步骤(1)中的反应体系离心分离除去上层清液，洗涤，得到所述Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶。
优选地，所述步骤(1)中，Cs2CO3、PbBr2的摩尔比为1:5.6～5.8，ZnBr2、PbBr2的摩尔比为0.5～5：1，油酸、油胺、十八烯的体积比为1：1.95～2.05：19.95～20.05，Cs2CO3与油酸的质量体积比为0.21～0.23mg/ml。
优选地，所述Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的荧光峰在410–490nm范围内可调。
本发明实现目的之二所采用的方案是：一种所述的制备方法制备的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的应用，采用所述Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶制备白光LED器件。
优选地，具体应用方法为：具体应用方法为：将Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶、纯CsPbBr3纳米晶与红色荧光粉CaAlSiN3:Eu2+跟透明树脂溶液混合，选用紫外LED芯片作为基底，将准备好的树脂溶液样品涂在紫外LED芯片表面后固化，即可制得所述白光LED器件。
优选地，纯CsPbBr3纳米晶、红色荧光粉CaAlSiN3:Eu2+、Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的掺杂质量比为1：9.2-9.6：5.1-5.3。
优选地，所述透明树脂为硅胶、环氧树脂、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯中的任意一种。
优选地，所述采用Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶制备的白光LED在紫外光的激发下有明亮的暖白光发光特性，外量子效率大于10％，色坐标(0.38,0.31)。
本发明具有以下优点和有益效果：
本发明的制备方法采用一锅法，只需将所有原料的混合物直接加热到反应所需的温度，具有操作简单、一次大规模合成高质量纳米晶、可扩展、可重复等优点，很适合用于掺杂钙钛矿量子点的合成。并且随着掺杂量的提高，合成出的纳米晶尺寸具有趋向均匀的优点。
本发明的制备方法随着合成温度的改变，可以实现CsPbBr3纳米晶及Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶尺寸的调节，通过Zn2+掺杂减小CsPbBr3纳米晶的带隙，使光谱蓝移，呈现蓝光。
本发明的制备方法制备的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶，其尺寸可控，可以获得可见光波段一定范围的发光。通过离子Zn2+的掺杂调控CsPbBr3纳米晶荧光峰，随着Zn2+掺杂浓度的提高，CsPbBr3纳米晶荧光峰呈现蓝移趋势。荧光光谱的位置可以侧面反映纳米晶的尺寸。荧光光谱蓝移，说明纳米晶尺寸变小。荧光光谱红移，说明纳米晶尺寸变大。原因是由于量子限域效应，改变半导体纳米晶的尺寸，可以改变其带隙宽度。而荧光来源于导带与价带之间的辐射跃迁，改变带隙宽度，就会改变辐射跃迁释放的能量，能量和光的波长对应，能量越高，波长越短。所以说荧光光谱蓝移说明晶粒尺寸变小，随着掺杂量的提升，量子点的尺寸从23.33到17.59nm移动。
本发明制备的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶可用于制备白光LED，制成的白光LED外量子效率为11.89％，色坐标(0.38,0.31)，具有良好的发光特性。
附图说明
图1为实施例1制备的纯CsPbBr3纳米晶的荧光光谱；
图2为实施例2-5制备的不同Zn2+掺杂量CsPbBr3纳米晶的荧光光谱；
图3为实施例6-7制备的不同合成温度Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的荧光光谱；
图4为使用光色电测试系统测试的白光LED在30mA的电流下的光谱图；
图5为制备的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的透射电镜图。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种纯CsPbBr3纳米晶的制备方法，按以下步骤制备：
(1)纯CsPbBr3量子点的合成
称量0.138mg(0.376mmol)PbBr2和0.22mg(0.066mmol)Cs2CO3加入三颈烧瓶，随后加入20mlODE(十八烯)，1mlOA(油酸)，2mlOM(油胺)，在室温下搅拌30分钟，随后通入氩气保护，以1℃/min的速度加热至110℃，在110℃保温10分钟后自然冷却至室温。
(2)将合成出的量子点混合溶液装入离心管，以10000转每分钟的转速离心10分钟。分离上层清液，加入一定量的正己烷分散，再离心。重复操作2-3三次。将得到的量子点的正己烷溶液保存于手套箱中，然后进行测试。
图1为本实施例中样品纯CsPbBr3纳米晶在365nm氙灯激发下的荧光光谱图，荧光峰位在520nm。
实施例2：
一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的制备方法，按以下步骤制备：
(1)Zn2+掺杂CsPbBr3量子点的合成
称量0.138mg(0.376mmol)PbBr2和0.22mg(0.066mmol)Cs2CO3加入三颈烧瓶，再加入0.188mmol的ZnBr2，随后加入20mlODE(十八烯)，1mlOA(油酸)，2mlOM(油胺)，在室温下搅拌30分钟，随后通入惰性气体保护，以1℃/min的速度加热至110℃，在110℃保温10分钟后自然冷却至室温。
(2)将合成出的量子点混合溶液装入离心管，以10000转每分钟的转速离心10分钟。分离上层清液，加入一定量的正己烷分散，再离心。重复操作2-3三次。将得到的量子点的正己烷溶液保存于手套箱中，然后进行测试。
图2为本实施例中样品Zn2+掺杂的CsPbBr3纳米晶在365nm氙灯激发下的荧光光谱图，荧光峰位在517nm。说明Zn2+的掺杂可以减小CsPbBr3纳米晶的带隙，使荧光峰蓝移。
实施例3：
一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的制备方法，按以下步骤制备：
(1)Zn2+掺杂CsPbBr3量子点的合成
称量0.138mg(0.376mmol)PbBr2和0.22mg(0.066mmol)Cs2CO3加入三颈烧瓶，再加入0.376mmol的ZnBr2，随后加入20mlODE(十八烯)，1mlOA(油酸)，2mlOM(油胺)，在室温下搅拌30分钟，随后通入惰性气体保护，以1℃/min的速度加热至110℃，在110℃保温10分钟后自然冷却至室温。
(2)将合成出的量子点混合溶液装入离心管，以10000转每分钟的转速离心10分钟。分离上层清液，加入一定量的正己烷分散，再离心。重复操作2-3三次。将得到的量子点的正己烷溶液保存于手套箱中，然后进行测试。
图2为本实施例中样品Zn2+掺杂的CsPbBr3纳米晶在365nm氙灯激发下的荧光光谱图，荧光峰位在517nm。说明Zn2+的掺杂可以减小CsPbBr3纳米晶的带隙，使荧光峰蓝移。
实施例4：
一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的制备方法，按以下步骤制备：
(1)Zn2+掺杂CsPbBr3量子点的合成
称量0.138mg(0.376mmol)PbBr2和0.22mg(0.066mmol)Cs2CO3加入三颈烧瓶，再加入1.128mmol的ZnBr2，随后加入20mlODE(十八烯)，1mlOA(油酸)，2mlOM(油胺)，在室温下搅拌30分钟，随后通入惰性气体保护，以1℃/min的速度加热至110℃，在110℃保温10分钟后自然冷却至室温。
(2)将合成出的量子点装入离心管，以10000转每分钟的转速离心10分钟。分离上层清液，加入一定量的正己烷分散，再离心。重复操作2-3三次。将得到的量子点的正己烷溶液保存于手套箱中，然后进行测试。
图2为本实施例中样品Zn2+掺杂的CsPbBr3纳米晶在365nm氙灯激发下的荧光光谱图，荧光峰位在515和440nm。说明Zn2+的掺杂可以减小CsPbBr3纳米晶的带隙，使荧光峰蓝移。图5为制备的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的透射电镜图，从图中可以看出本发明的制备方法制备的纳米晶尺寸具有趋向均匀的优点。
实施例5：
按以下步骤制备上述Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶，
(1)Zn2+掺杂CsPbBr3量子点的合成
称量0.138mg(0.376mmol)PbBr2和0.22mg(0.066mmol)Cs2CO3加入三颈烧瓶，再加入1.88mmol的ZnBr2，随后加入20mlODE(十八烯)，1mlOA(油酸)，2mlOM(油胺)，在室温下搅拌30分钟，随后通入惰性气体保护，以1℃/min的速度加热至110℃，在110℃保温10分钟后自然冷却至室温。
(2)将合成出的量子点混合溶液装入离心管，以10000转每分钟的转速离心10分钟。分离上层清液，加入一定量的正己烷分散，再离心。重复操作2-3三次。将得到的量子点的正己烷溶液保存于手套箱中，然后进行测试。
图2为本实施例中样品Zn2+掺杂的CsPbBr3纳米晶在365nm氙灯激发下的荧光光谱图，荧光峰位在510和440nm。说明Zn2+的掺杂可以减小CsPbBr3纳米晶的带隙，使荧光峰蓝移。
实施例6
一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的制备方法，按以下步骤制备：
(1)Zn2+掺杂CsPbBr3量子点的合成
称量0.138mg(0.376mmol)PbBr2和0.22mg(0.066mmol)Cs2CO3加入三颈烧瓶，再加入1.128mmol的ZnBr2，随后加入20mlODE(十八烯)，1mlOA(油酸)，2mlOM(油胺)，在室温下搅拌30分钟，随后通入惰性气体保护，以1℃/min的速度加热至80℃，在100℃保温10分钟后自然冷却至室温。
(2)将合成出的量子点装入离心管，以10000转每分钟的转速离心10分钟。分离上层清液，加入一定量的正己烷分散，再离心。重复操作2-3三次。将得到的量子点的正己烷溶液保存于手套箱中，然后进行测试。
图3为本实施例中样品Zn2+掺杂的CsPbBr3纳米晶在365nm氙灯激发下的荧光光谱图，荧光峰位在499和430nm，蓝光峰较弱，说明低温度量子点尺寸较小，且Zn2+掺杂取代Pb2+较少。
实施例7
一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的制备方法，按以下步骤制备：
(1)Zn2+掺杂CsPbBr3量子点的合成
称量0.138mg(0.376mmol)PbBr2和0.22mg(0.066mmol)Cs2CO3加入三颈烧瓶，再加入1.128mmol的ZnBr2，随后加入20mlODE(十八烯)，1mlOA(油酸)，2mlOM(油胺)，在室温下搅拌30分钟，随后通入惰性气体保护，以1℃/min的速度加热至140℃，在140℃保温10分钟后自然冷却至室温。
(2)将合成出的量子点装入离心管，以10000转每分钟的转速离心10分钟。分离上层清液，加入一定量的正己烷分散，再离心。重复操作2-3三次。将得到的量子点的正己烷溶液保存于手套箱中，然后进行测试。
图3为本实施例中样品Zn2+掺杂的CsPbBr3纳米晶在365nm氙灯激发下的荧光光谱图，荧光峰位在504和441nm，荧光峰出现了红移，说明温度促进量子点尺寸长大，且蓝光峰增强，说明温度的提高有助于Zn2+掺杂取代Pb2+。
实施例8
(1)选取实施例1和实施例4中合适的纳米晶尺寸均匀分布的纯CsPbBr3纳米晶和Zn2+掺杂的CsPbBr3纳米晶，放入手套箱干燥。
(2)将硅胶A胶和B胶按1:4的重量比例混合，加入干燥的量子点样品粉末和红色荧光粉(CaAlSiN3:Eu2+)后再次搅拌之后脱泡30分钟，其中纯CsPbBr3纳米晶、红色荧光粉CaAlSiN3:Eu2+、Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的掺杂质量比为1：9.3：5.1。
(3)将混合荧光粉的硅胶涂覆在365nm紫外灯的芯片表面固化后制得白光LED。
图4为使用光色电测试系统测试的白光LED在30mA的电流下的光谱图，在通电后LED可以发出耀眼的白光，图中的440nm,516nm,617nm分别对应蓝光，绿光和红光，对应于Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶，纯CsPbBr3纳米晶和CaAlSiN3:Eu2+红色荧光粉。
综上可知，本发明的Zn2+和CsPbBr3纳米晶，通过掺杂使钙钛矿纳米晶尺寸可控，可以获得可见光波段一定范围的发光，硅胶为纳米晶提供了稳定的基底环境，提高了其热稳定性和化学稳定性。使用CsPbBr3纳米晶掺杂制成的白光LED外量子效率为11.89％，色坐标(0.38,0.31)，具有良好的发光特性。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一定量的Cs2CO3、PbBr2、ZnBr2、油酸、油胺、十八烯混合物搅拌均匀，在惰性气体保护下，加热至80-140℃，保温至反应结束后冷却至室温；
(2)将步骤(1)中的反应体系离心分离除去上层清液，洗涤，得到所述Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶。
2.根据权利要求1所述的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，Cs2CO3、PbBr2的摩尔比为1:5.6～5.8，ZnBr2、PbBr2的摩尔比为0.5～5：1，油酸、油胺、十八烯的体积比为1：1.95～2.05：19.95～20.05，Cs2CO3与油酸的质量体积比为0.21～0.23mg/ml。
3.根据权利要求1所述的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法，其特征在于：所述Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的荧光峰在410–490nm范围内可调。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的制备方法制备的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的应用，其特征在于：采用所述Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶制备白光LED器件。
5.根据权利要求4所述的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的应用，其特征在于：具体应用方法为：将Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶、纯CsPbBr3纳米晶与红色荧光粉CaAlSiN3:Eu2+跟透明树脂溶液混合，选用紫外LED芯片作为基底，将准备好的树脂溶液样品涂在紫外LED芯片表面后固化，即可制得所述白光LED器件。
6.根据权利要求5所述的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的应用，其特征在于：纯CsPbBr3纳米晶、红色荧光粉CaAlSiN3:Eu2+、Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的掺杂质量比为1：9.2-9.6：5.1-5.3。
7.根据权利要求5所述的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的应用，其特征在于：所述透明树脂为硅胶、环氧树脂、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯中的任意一种。
8.根据权利要求4所述的Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的应用，其特征在于：所述采用Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶制备的白光LED在紫外光的激发下有明亮的暖白光发光特性，外量子效率大于10％，色坐标(0.38,0.31)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011314193.XA CN112457846A (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011314193.XA CN112457846A (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法及应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112457846A true CN112457846A (zh) | 2021-03-09 |
Family
ID=74798193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011314193.XA Pending CN112457846A (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112457846A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113233499A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-08-10 | 曲阜师范大学 | 利用水溶液ph值调控无机钙钛矿纳米晶形貌及荧光波长的制备方法 |
| CN113292096A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-08-24 | 曲阜师范大学 | 一种非注入一步法合成无机钙钛矿纳米晶的制备方法 |
| CN114605987A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-10 | 福州大学 | 一种铅掺杂锌基卤化物纳米发光材料及其制备方法和应用 |
| CN115161015A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-10-11 | 江苏科技大学 | 一种金属/准二维钙钛矿纳米晶复合薄膜及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108753286A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 宁波工程学院 | 一种Mn掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶及其制备方法 |
| CN110922968A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-03-27 | 宁波大学 | 一种作为蓝紫光源的全无机钙钛矿量子点的制备方法 |
| CN111410956A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-14 | 上海应用技术大学 | 一种钙钛矿量子点的制备方法 |
-
2020
- 2020-11-20 CN CN202011314193.XA patent/CN112457846A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108753286A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 宁波工程学院 | 一种Mn掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶及其制备方法 |
| CN110922968A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-03-27 | 宁波大学 | 一种作为蓝紫光源的全无机钙钛矿量子点的制备方法 |
| CN111410956A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-14 | 上海应用技术大学 | 一种钙钛矿量子点的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| WARD VAN DER STAM ET AL.，: "Highly Emissive Divalent-Ion-Doped Colloidal CsPb1−xMxBr3 Perovskite Nanocrystals through Cation Exchange", 《J. AM. CHEM. SOC.》 * |
| XIAOXUAN DI ET AL.，: "Use of long-term stable CsPbBr3 perovskite quantum dots in phospho-silicate glass for highly efficient white LEDs", 《CHEM. COMMUN.》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113233499A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-08-10 | 曲阜师范大学 | 利用水溶液ph值调控无机钙钛矿纳米晶形貌及荧光波长的制备方法 |
| CN113292096A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-08-24 | 曲阜师范大学 | 一种非注入一步法合成无机钙钛矿纳米晶的制备方法 |
| CN113233499B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-12-02 | 曲阜师范大学 | 利用水溶液ph值调控无机钙钛矿纳米晶形貌及荧光波长的制备方法 |
| CN114605987A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-06-10 | 福州大学 | 一种铅掺杂锌基卤化物纳米发光材料及其制备方法和应用 |
| CN115161015A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-10-11 | 江苏科技大学 | 一种金属/准二维钙钛矿纳米晶复合薄膜及其制备方法 |
| CN115161015B (zh) * | 2022-06-28 | 2024-05-03 | 江苏科技大学 | 一种金属/准二维钙钛矿纳米晶复合薄膜及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112457846A (zh) | 一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶的一锅法制备方法及应用 | |
| Cui et al. | The use of carbon quantum dots as fluorescent materials in white LEDs | |
| US9082941B2 (en) | Semiconductor nanoparticle-based materials for use in light emitting diodes, optoelectronic displays and the like | |
| TWI506071B (zh) | 以半導體奈米粒子為主之材料 | |
| TWI462988B (zh) | 以半導體奈米粒子為主之材料 | |
| KR100991904B1 (ko) | 양자점을 이용한 백색광 ｌｅｄ 소자 및 그 제조방법 | |
| CN108865126A (zh) | 一种发光带隙可调谐双光发射锰掺杂钙钛矿纳米晶的制备方法 | |
| CN112680213B (zh) | 一种正硅酸乙酯包覆的钙钛矿纳米晶的制备方法 | |
| Yin et al. | The thermal stability performances of the color rendering index of white light emitting diodes with the red quantum dots encapsulation | |
| CN111009604A (zh) | 一种基于Mn掺杂双发射Ag-In-Ga-S合金量子点的白光发光二极管的制备方法 | |
| WO2013070676A2 (en) | Phosphors of rare earth and transition metal doped ca1+xsr1-xgayin2-yszse3-zf2;methods of manufacturing and applications | |
| CN113372909B (zh) | 一种可调控固态荧光碳点的制备方法 | |
| CN116731710B (zh) | 一种Sb/Mn共掺杂Cs3InCl6钙钛矿纳米晶的制备方法 | |
| CN112094055A (zh) | 一种Zn2+掺杂CsPbBr3纳米晶磷硅酸盐玻璃的制备方法及其应用 | |
| CN113185970A (zh) | 高纯度窄带绿光发射有机无机杂化卤化铅钙钛矿材料、制备方法及其应用 | |
| KR20180052170A (ko) | 결정 경계 결함이 최소화된 연속적 결정성장 구조를 가지는 양자점 합성 방법 및 이에 의해 제조된 양자점 | |
| CN110564415B (zh) | 一种协同增强Mn:CsPbCl3纳米晶紫外辐射稳定性和光学性能的方法 | |
| CN109135745B (zh) | 一种白光led用黄色荧光粉的制备方法及其应用 | |
| CN112391165A (zh) | 一种高热稳定性的CaZr(PO4)2基荧光转换材料的制备方法 | |
| Tang et al. | Effect of perovskite composition regulation on its crystallization in SiO2–Al2O3–Li2CO3–AlF3–LiF glass system | |
| CN104119679B (zh) | 硅树脂复合材料及其制造方法、照明器件、应用 | |
| TWI766209B (zh) | 量子點及其製造方法及量子點發光元件 | |
| CN116200193B (zh) | 一种Mn4+激活K0.6Ba0.7Si0.5Ge0.5F6红色荧光粉的制备及其在暖白光LED中的应用 | |
| Zhang et al. | Morphology-controlled synthesis of red-emitting CdTe@ SrSO4 composites phosphors for white LEDs | |
| CN114381266B (zh) | 动态荧光照明材料及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210309 |