CN112662393A - 一种采用全生物基材料稳定钙钛矿量子点的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用全生物基材料稳定钙钛矿量子点的方法。在制备过程中，现有研究者常采用油酸、油胺及合成高分子来提高钙钛矿量子点的稳定性；但油酸及油胺易从量子点表面脱落，合成高分子的生物降解性及生物相容性差，不利于拓展量子点的实际应用。本发明采用蓖麻油替代了传统配体油酸、壳聚糖替代了传统配体油胺，对量子点有更强的钝化作用及包裹作用，以提高其稳定性。采用本发明制备的钙钛矿量子点在环境中暴露数月后仍能保持60％以上荧光特性，且其生物降解性以及生物相容性更强，有利于拓展其应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用全生物基材料稳定钙钛矿量子点的方法，具体涉及一种天然高分子材料稳定铋基钙钛矿量子点的方法。
背景技术
钙钛矿量子点因其高的量子效率、易调谐的发光和窄的发射谱线等优异光电性质，在太阳能电池、激光、发光二极管、生物成像方面有着广泛的应用。尽管钙钛矿量子点在多方面具有优越的表现，但要实现其商业化，仍然存在很多问题。首先是稳定性较差，量子点在光、热、空气中发生不同程度的降解，导致严重的荧光猝灭，进而限制了其应用领域。其次，制备钙钛矿量子点的过程总会不可避免的使用有机溶剂，这给环境造成了一定程度上的污染。
为了使量子点稳定性提高，研究者通常采用表面钝化和表面包裹的方法。最常用的是使用含有羧基和氨基的表面配体钝化，以及含有长分子链的高分子包裹。高分子通常可形成致密的网状结构。致密的高分子链包覆量子点，能够有效隔离环境对量子点的降解，以提升量子点的稳定性。目前，表面钝化使用最多的配体为油酸和油胺，虽然可以使量子点的荧光性能得到大幅度提升，但是其易从量子点表面脱落，从而造成荧光猝灭。表面包裹使用的多为合成高分子，其生物降解性及生物相容性差，不利于拓展量子点的实际应用。
蓖麻油为长链高分子结构，是一种可再生，可生物降解、价格低廉的非食用油。其含有一定的羧基，可以对钙钛矿量子点的表面缺陷起到钝化作用，且其对量子点的包裹，使其更加稳定。壳聚糖是一种天然高分子材料，其上含有丰富的氨基基团，将其用于钙钛矿量子点的制备过程，可以对量子点起到很好的包裹以及钝化作用，使其环境稳定性增强。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用全生物基材料稳定钙钛矿量子点的方法，制备一种Cs3Bi2Br9量子点溶液。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种采用全生物基材料稳定钙钛矿量子点的方法，具体包括以下步骤：
步骤一：以干质量份计，取0.420-0.428份的溴化铯和0.600-0.608份的溴化铋，置于20mL丝口瓶中；再加入3.170-3.178份壳聚糖和56.587-56.987份的蓖麻油，常温下搅拌6h，形成前驱体溶液；
步骤二：取5mL所述前驱体溶液，缓慢滴加到38.974-39.174份的无水乙醇中，80℃下剧烈搅拌，反应10min，自然冷却至室温；8000r/min离心，去除沉淀，得到Cs3Bi2Br9量子点溶液。
本发明将蓖麻油和壳聚糖引入铋基钙钛矿量子点的制备中，实现铋基钙钛矿量子点稳定性的提升。此方案同样适用于其他钙钛矿量子点的制备过程。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
1)原料来源广泛、绿色环保、廉价易得；
2)相对于采用油酸或油胺作为配体制备的量子点在环境中极易发生荧光猝灭，采用本发明制备的钙钛矿量子点在环境中暴露数月后仍能保持60％以上荧光特性，稳定性显著提升；
3)相对于合成高分子材料包裹的量子点，采用本发明制备的钙钛矿量子点的生物降解性以及生物相容性更强，有利于拓展其应用；
4)蓖麻油作为溶剂，避免了有机溶剂和酸配体的使用，使操作更加方便，节约成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。这些实施例是用于说明本发明，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体实验环境做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
本发明涉及一种采用全生物基材料稳定钙钛矿量子点的方法，具体由以下步骤实现：
步骤一：以干质量份计，取0.420-0.428份的溴化铯和0.600-0.608份的溴化铋，置于20mL丝口瓶中；再加入3.170-3.178份壳聚糖和56.587-56.987份的蓖麻油，常温下搅拌6h，形成前驱体溶液；
步骤二：取5mL所述前驱体溶液，缓慢滴加到38.974-39.174份的无水乙醇中，80℃下剧烈搅拌，反应10min，自然冷却至室温；8000r/min离心，去除沉淀，得到Cs3Bi2Br9量子点溶液。
实施例1：
以干质量份计，取0.420份的溴化铯和0.600份的溴化铋放入20mL丝口瓶中；再加入3.170份壳聚糖和56.587份的蓖麻油，常温下搅拌6h形成前驱体溶液；取5mL所述前驱体溶液，缓慢滴加到38.974份的无水乙醇中，80℃下剧烈搅拌，反应10min，自然冷却至室温；8000r/min离心，去除沉淀得到Cs3Bi2Br9量子点溶液。
实施例2：
以干质量份计，取0.422份的溴化铯和0.602份的溴化铋放入20mL丝口瓶中；再加入3.172份壳聚糖和56.687份的蓖麻油，常温下搅拌6h形成前驱体溶液；取5mL所述前驱体溶液，缓慢滴加到39.024份的无水乙醇中，80℃下剧烈搅拌，反应10min，自然冷却至室温；8000r/min离心，去除沉淀得到Cs3Bi2Br9量子点溶液。
实施例3：
以干质量份计，取0.424份的溴化铯和0.604份的溴化铋放入20mL丝口瓶中；再加入3.174份壳聚糖和56.787份的蓖麻油，常温下搅拌6h形成前驱体溶液；取5mL所述前驱体溶液，缓慢滴加到39.074份的无水乙醇中，80℃下剧烈搅拌，反应10min，自然冷却至室温；8000r/min离心，去除沉淀得到Cs3Bi2Br9量子点溶液。
实施例4：
以干质量份计，取0.426份的溴化铯和0.606份的溴化铋放入20mL丝口瓶中；再加入3.176份壳聚糖和56.887份的蓖麻油，常温下搅拌6h形成前驱体溶液；取5mL所述前驱体溶液，缓慢滴加到39.124份的无水乙醇中，80℃下剧烈搅拌，反应10min，自然冷却至室温；8000r/min离心，去除沉淀得到Cs3Bi2Br9量子点溶液。
实施例5：
以干质量份计，取0.428份的溴化铯和0.608份的溴化铋放入20mL丝口瓶中；再加入3.178份壳聚糖和56.987份的蓖麻油，常温下搅拌6h，形成前驱体溶液；取5mL所述前驱体溶液，缓慢滴加到39.174份的无水乙醇中，80℃下剧烈搅拌，反应10min，自然冷却至室温；8000r/min离心，去除沉淀得到Cs3Bi2Br9量子点溶液。
以上实施例仅用于对本发明的发明内容作进一步的详细描述，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通的技术知识和常用手段，做出的各种替换和变更，均应包括在本发明应保护的范围内。
Claims (2)
1.一种采用全生物基材料稳定钙钛矿量子点的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：以干质量份计，取0.420-0.428份的溴化铯和0.600-0.608份的溴化铋，置于20mL丝口瓶中；再加入3.170-3.178份壳聚糖和56.587-56.987份的蓖麻油，常温下搅拌6h，形成前驱体溶液；
步骤二：取5mL所述前驱体溶液，缓慢滴加到38.974-39.174份的无水乙醇中，80℃下剧烈搅拌，反应10min，自然冷却至室温；8000r/min离心，去除沉淀，得到Cs3Bi2Br9量子点溶液。
2.根据权利要求1所述的一种采用全生物基材料稳定钙钛矿量子点的方法，其特征在于：采用了以下原料稳定钙钛矿量子点：
以干质量份计，壳聚糖3.170-3.178份；蓖麻油56.587-56.987份。
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