CN113684026B - 基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，包括以下步骤：步骤S1:获取CsPbBr3钙钛矿量子点母液；步骤S2:将阴离子交换树脂分别与Cl离子和I离子的无机盐溶液混合，获取Cl型和I型阴离子交换树脂；步骤S3:将CsPbBr3钙钛矿量子点母液与Cl型和I型阴离子交换树脂分别按照预设比例混合，并进行进行纯化处理，分别得到实现绿色光谱至近紫色光谱转变的CsPbBrxCl3‑x和实现绿色光谱至红色光谱转变的CsPbBrxI3‑x。本发明采用阴离子交换树脂作为钙钛矿量子点阴离子交换的媒介，在不引入非发光杂质的前提下在全光谱范围内（400nm‑700nm）对荧光发射光谱实现纳米级精确调控。

Description

基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法
技术领域
本发明涉及钙钛矿量子点制备领域，具体涉及一种基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法。
背景技术
钙钛矿量子点因具有光吸收系数高、发射光谱半峰宽窄、光致发光量子产率高、组成与尺寸可调、发射光谱可调以及光致发光和电致发光等特性而备受关注，是当前最具潜力的光电材料之一，广泛应用于发光二极管、太阳能电池、光电探测器、激光等领域。但是，与传统半导体量子点材料不同的是钙钛矿量子点不具有特别明显的量子限域效应，因此通过调节晶粒尺寸来调节钙钛矿量子点光谱的方法存在着明显的局限性。然而，钙钛矿量子点是一种离子化合物，具有离子交换的性质，研究者们通常通过改变钙钛矿量子点中不同卤素阴离子的比例来实现发射光谱的调节。例如，使用甲基卤化镁等离子交换试剂实现卤素离子的交换。这些离子交换试剂虽然可以实现钙钛矿量子点全光谱发射的性质，但是反应结束后可能出现的相分离包括立方相的扭曲和晶格常数的膨胀或收缩都将导致量子点光学和电学性质变差,特别是稳定性变差,并且离子交换反应中需要使用剧毒试剂，成本一直居高不下，这将不可避免地限制其在光电子领域的应用。因此，寻找一种环境友好型的阴离子交换方法来降低成本和避免相分离是十分有必要的，不仅可以对现有的阴离子交换方法进行补充而且还可以实现钙钛矿量子点发射光谱纳米级的精确调控，从而促进该类材料的进一步发展。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，采用阴离子交换树脂作为钙钛矿量子点阴离子交换的媒介，在不引入非发光杂质的前提下在全光谱范围内（400nm-700nm）对荧光发射光谱实现纳米级精确调控。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，包括以下步骤：
步骤S1:获取CsPbBr3钙钛矿量子点母液；
步骤S2:将阴离子交换树脂分别与Cl离子和I离子的无机盐溶液混合，获取Cl型和I型阴离子交换树脂；
步骤S3:将CsPbBr3钙钛矿量子点母液与Cl型和I型阴离子交换树脂分别按照预设比例混合，并进行进行纯化处理，分别得到实现绿色光谱至近紫色光谱转变的CsPbBrxCl3-x和实现绿色光谱至红色光谱转变的CsPbBrxI3-x。
进一步的，所述CsPbBr3钙钛矿量子点母液采用高温热注入合成、过饱和结晶合成、微波法合成或超声法合成。
进一步的，所述CsPbBr3钙钛矿量子点母液的浓度为4.5～9mmol/L。
进一步的，所述阴离子交换树脂包括但不限于强碱型阴离子交换树脂和弱碱型阴离子交换树脂。
进一步的，所述Cl离子的无机盐溶液包括但不限于NaCl溶液、ZnCl2溶液、LiCl溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液KCl溶液或CaCl2溶液。
进一步的，所述I离子的无机盐溶液包括但不限于NaI溶液、ZnI2溶液、LiI溶液、FeI2溶液、FeI3溶液、CuI2溶液KI溶液或CaI2溶液。
进一步的，所述Cl型阴离子交换树脂为其功能基团仅吸附有Cl离子的阴离子交换树脂；所述I型阴离子交换树脂为其功能基团仅吸附有I离子的阴离子交换树脂。
进一步的，所述CsPbBr3钙钛矿量子点母液与相应阴离子交换树脂的混合比例为20:1-10:1（mL：g）；所述反应条件为搅拌、超声或30-60℃环境中加热。
进一步的，所述纯化的方法为：
将CsPbBr3钙钛矿量子点母液与Cl型和I型阴离子交换树脂分别按照比例混合，在预设条件下进行反应；
将反应后的溶液离心，离心速率为3000rpm以上 ，离心后收集上层澄清液体。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明以绿色全无机钙钛矿量子点CsPbBr3作为母液，通过使其分别与吸附有各类卤素阴离子的阴离子交换树脂在容器内进行反应，获得覆盖全可见光谱的全无机钙钛矿量子点，具有高效、可控、环保、低成本的特点，有利于工业化的大规模生产。
附图说明
图1为本发明一实施例中CsPbBr3钙钛矿量子点母液与I型或Cl型阴离子交换树脂反应时产物光谱变化示意图；
图2为本发明实施例1制备的CsPbBrxCl3-x钙钛矿量子点的透射电镜照片图；
图3为本发明实施例1至例3制备的钙钛矿量子点的荧光发射光谱图，CsPbBr3钙钛矿量子点母液与Cl型阴离子交换树脂的反应时间分别为20min、40min、60min时对应产物的荧光中心波长分别为490nm、476nm、453nm；
图4为本发明实施例7制备的CsPbBrxI3-x钙钛矿量子点的透射电镜照片图；
图5为本发明实施例1至例3制备的钙钛矿量子点的荧光发射光谱图，CsPbBr3钙钛矿量子点母液与I型阴离子交换树脂的反应时间分别为20min、40min、60min时对应产物的荧光中心波长分别为559nm、618nm、681nm。
图6为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图6，本发明提供一种基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，包括以下步骤：
步骤S1:获取CsPbBr3钙钛矿量子点母液；
步骤S2:将阴离子交换树脂分别与Cl离子和I离子的无机盐溶液混合，获取Cl型和I型阴离子交换树脂；
步骤S3:将CsPbBr3钙钛矿量子点母液与Cl型和I型阴离子交换树脂分别按照预设比例混合，并进行进行纯化处理，分别得到实现绿色光谱至近紫色光谱转变的CsPbBrxCl3-x和实现绿色光谱至红色光谱转变的CsPbBrxI3-x。
优选的，步骤S1中CsPbBr3钙钛矿量子点母液可以采用高温热注入合成、过饱和结晶合成、微波法合成、超声法合成等文献报道的任意常规合成方法得到；所述CsPbBr3钙钛矿量子点母液的溶剂为甲苯、对二甲苯、正己烷或环己烷等常规有机溶剂；所述CsPbBr3钙钛矿量子点母液的浓度为4.5～9mmol/L。
优选的，步骤S2中所述阴离子交换树脂包括但不限于强碱型阴离子交换树脂和弱碱型阴离子交换树脂，所述阴离子交换树脂的出厂形式为氢氧型或氯型等任何常规出厂形式。
优选的，步骤S2中所述Cl离子的无机盐溶液包括但不限于NaCl溶液、ZnCl2溶液、LiCl溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液KCl溶液或CaCl2溶液；所述所述I离子的无机盐溶液包括但不限于NaI溶液、ZnI2溶液、LiI溶液、MgI2溶液KI溶液或NiI2溶液。
优选的，步骤S2中所述Cl离子或I离子的无机盐溶液中所包含的Cl离子或I离子的物质的量大于步骤S3中与其混合的相应质量的阴离子交换树脂的全交换容量。
优选的，步骤S2中所述室温下静置反应时间为1h以上；所述烘干条件为20-80℃流动空气吹扫0.5-2h。
优选的，步骤S2中，所述Cl型阴离子交换树脂为其功能基团仅吸附有Cl离子的阴离子交换树脂；所述I型阴离子交换树脂为其功能基团仅吸附有I离子的阴离子交换树脂。
优选的，步骤S3中，CsPbBr3钙钛矿量子点母液与相应阴离子交换树脂的混合比例为20:1-10:1（mL：g）；所述反应条件为搅拌、超声或30-60℃环境中加热。
优选的，步骤S3中所述纯化的方法为将步骤S3中反应后的溶液离心，离心速率为3000rpm以上，离心后收集上层澄清液体。本发明主要通过使阴离子交换树脂吸附上待交换的目标离子，后与CsPbBr3钙钛矿量子点母液进行离子交换反应，通过控制反应时间实现对荧光发射光谱纳米级的精确调控，随着反应时间的增加，荧光发射峰位不断蓝移或红移，实现全可见光谱内的调谐。
实施例1
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入3.59gNaCl，通过搅拌使NaCl完全溶解制成NaCl饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入NaCl饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，60min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxCl3-x。对应荧光中心波长为453nm，半峰宽为13.3nm。
实施例2
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入3.59gNaCl，通过搅拌使NaCl完全溶解制成NaCl饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入NaCl饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，40min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxCl3-x。对应荧光中心波长为476nm，半峰宽为15.1nm。
实施例3
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入3.59gNaCl，通过搅拌使NaCl完全溶解制成NaCl饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入NaCl饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，20min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxCl3-x。对应荧光中心波长为490nm，半峰宽为15.6nm。
实施例4
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入3.42gKCl，通过搅拌使KCl完全溶解制成KCl饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入NaCl饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，60min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxCl3-x。
实施例5
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入7.45gCuCl2，通过搅拌使CuCl2完全溶解制成CuCl2饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入CuCl2饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，60min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxCl3-x。
实施例6
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入43.2gZnCl2，通过搅拌使ZnCl2完全溶解制成ZnCl2饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入ZnCl2饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，60min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxCl3-x。
实施例7
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入18.4gNaI，通过搅拌使NaI完全溶解制成NaI饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入NaI饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，60min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxI3-x。对应荧光中心波长为681nm，半峰宽为30.3nm。
实施例8
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入18.4gNaI，通过搅拌使NaI完全溶解制成NaI饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入NaI饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，40min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxI3-x。对应荧光中心波长为618nm，半峰宽为33.6nm。
实施例9
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入18.4gNaI，通过搅拌使NaI完全溶解制成NaI饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入NaI饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，20min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxI3-x。对应荧光中心波长为559nm，半峰宽为22.4nm。
实施例10
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入14.4gKI，通过搅拌使KI完全溶解制成KI饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入KI饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，60min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxI3-x。
实施例11
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入14.0gMgI2，通过搅拌使MgI2完全溶解制成MgI2饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入MgI2饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，60min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxI3-x。
实施例12
（1）取0.4gCs2CO3与1.5mL油酸、20mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气并加热至120℃持续搅拌1h，之后升温至160℃，继续搅拌20min获得透明的油酸铯前驱体溶液。之后取0.15gPbBr2与25mL十八烯混合在三颈烧瓶中通入氮气搅拌30min，升温至120℃继续搅拌30min，此时将1mL油酸与2mL油胺混合并快速注射进反应瓶中，搅拌几秒钟后得到清澈溶液，之后迅速升温至180℃，快速注入2mL油酸铯的前驱体溶液，反应3秒后立即转移至冰水中使其降温，待溶液温度降到30℃以下后进行提纯处理。提纯步骤为高速离心（10000rpm，8min）-取沉淀-再分散-低速离心（5000rpm，8min）-取上层清液，得到CsPbBr3钙钛矿量子点原液。
（2）取10g去离子水置于药品瓶中并加入43.2gZnI2，通过搅拌使ZnI2完全溶解制成ZnI2饱和溶液。取1g的阴离子交换树脂加入ZnI2饱和溶液中，室温下静置6h后通过过滤取出阴离子交换树脂，将过滤后的阴离子交换树脂置于60℃的干燥箱中1h使其完全干燥，室温下储存以备使用。
（3）将处理干燥后的阴离子交换树脂与CsPbBr3钙钛矿量子点原液按照1：20（g：mL）的比例进行混合，通过搅拌或超声加快反应速率，60min后取液体部分进行离心（5000rpm，3min），离心后取上层澄清液体，得到阴离子交换的CsPbBrxI3-x。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1:获取CsPbBr3钙钛矿量子点母液；
步骤S2:将阴离子交换树脂分别与Cl离子和I离子的无机盐溶液混合，获取Cl型和I型阴离子交换树脂；
步骤S3:将CsPbBr3钙钛矿量子点母液与Cl型和I型阴离子交换树脂分别按照预设比例混合，并进行纯化处理，分别得到实现绿色光谱至近紫色光谱转变的CsPbBrxCl3-x和实现绿色光谱至红色光谱转变的CsPbBrxI3-x。
2.根据权利要求1所述的基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，其特征在于，所述CsPbBr3钙钛矿量子点母液采用高温热注入合成、过饱和结晶合成、微波法合成或超声法合成。
3.根据权利要求1所述的基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，其特征在于，所述CsPbBr3钙钛矿量子点母液的浓度为4.5～9mmol/L。
4.根据权利要求1所述的基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，其特征在于，所述阴离子交换树脂包括强碱型阴离子交换树脂和弱碱型阴离子交换树脂。
5.根据权利要求1所述的基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，其特征在于，所述Cl离子的无机盐溶液包括NaCl溶液、ZnCl2溶液、LiCl溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液，KCl溶液或CaCl2溶液。
6.根据权利要求1所述的基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，其特征在于，所述I离子的无机盐溶液包括NaI溶液、ZnI2溶液、LiI溶液、FeI2溶液、FeI3溶液、CuI2溶液，KI溶液或CaI2溶液。
7.根据权利要求1所述的基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，其特征在于，所述Cl型阴离子交换树脂为其功能基团仅吸附有Cl离子的阴离子交换树脂；所述I型阴离子交换树脂为其功能基团仅吸附有I离子的阴离子交换树脂。
8.根据权利要求1所述的基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，其特征在于，所述CsPbBr3钙钛矿量子点母液与相应阴离子交换树脂的混合比例为20mL:1g-10mL:1g，混合反应条件为搅拌、超声或30-60℃环境中加热。
9.根据权利要求1所述的基于阴离子交换合成全光谱钙钛矿量子点的方法，其特征在于，所述纯化的方法为：
将CsPbBr3钙钛矿量子点母液与Cl型和I型阴离子交换树脂分别按照比例混合，在预设条件下进行反应；
将反应后的溶液离心，离心速率为3000rpm以上，离心后收集上层澄清液体。
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