CN116904184A - 一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,包括如下步骤:提供一价阳离子前驱体,所述一价阳离子前驱体由含有铯(Cs)、甲脒(FA)、铷(Rb)中一种或多种阳离子和正辛酸(OTAC)组成;提供一种含有苯磺酸(DBSA)的甲苯溶液;提供一种含有铅源、溴源、氯源和甲苯的混合前驱体;提供一种有机卤化铵盐的甲苯溶液;在混合前驱体中加入含有苯磺酸的甲苯溶液混合均匀,再加入一价阳离子前驱体进行反应,形核生长至量子点生长完全后,加入有机卤化铵盐的甲苯溶液,最终得到三阳离子混合卤素钙钛矿蓝光量子点。本发明通过控制钙钛矿前驱体中的Cl:Br投料比,来同时精准调控最终合成量子点中的Cl:Br元素比、发光波长以及荧光量子产率(PLQY)。

Description

一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法
技术领域
本发明涉及发光波长调控技术领域,具体涉及一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法。
背景技术
钙钛矿的结构通式为ABX3,其中A、B为阳离子,X为阴离子。卤化铅钙钛矿的B位为Pb,其能带结构主要由Pb和卤素元素决定,其价带主要由Pb离子的最外层s轨道和卤素离子的最外层p轨道决定,导带主要由Pb离子的最外层p轨道决定,而A位元素的尺寸往往会影响晶胞的尺寸或对称性,继而间接改变钙钛矿的能带结构。因此改变混合卤素的比例,可以实现大范围的波长调节。因此不同发射波长的钙钛矿量子点可以通过调整X位元素(Cl,Br,I)的比例来获得,但是混合卤素量子点普遍存在荧光量子产率低的问题,尤其是蓝光钙钛矿量子点(Cl,Br混合),这就限制了其在光电器件中的应用。
公开号为CN109054806A的中国专利公开了一种FAX修饰的金属卤素钙钛矿量子点及其制备方法和应用,该专利公开了Rb0.044Cs0.778 FA0.78PbCl1.03Br2.44量子点,并介绍了X位元素添加Cl后波长发生变化的技术启示。此外,公开号为CN106905960A的中国专利公开了一种调控全无机钙钛矿量子点发光波长的方法。
但是,由于钙钛矿合成方法的原因,这些现有技术仅实现了对钙钛矿量子点的波长调控,并不能通过控制钙钛矿前驱体中的Cl:Br投料比,来精准调控最终合成量子点中的Cl:Br元素比、发光波长以及荧光量子产率(PLQY)。例如:
2015年Kovalanko等人首次通过热注入方法合成了全无机CsPbX3(X=Cl,Br,I)钙钛矿量子点以来,后续很多对钙钛矿量子点研究工作都是基于这种的合成方法为基础。然而,热注射法在合成过程中通常需要高温和惰性气体保护,不利于材料的大规模生产;且在该方法中,影响最终合成量子点发光波长的因素很多,如注入温度、反应温度和时间、冷却时间等,这就导致不能精确地调节前驱体中化学元素的化学计量比,因此热注入法合成量子点的波长重复性并不好。
由于上述提及的现有专利技术均是需要在加热环境下合成(热注法),因此并不能通过控制钙钛矿前驱体中的Cl:Br投料比,来同时精准调控最终合成量子点中的Cl:Br元素比、发光波长以及荧光量子产率(PLQY),有待改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,基于制备特定的钙钛矿量子点,可通过控制钙钛矿前驱体中的Cl:Br投料比,来同时精准调控最终合成量子点中的Cl:Br元素比、发光波长以及荧光量子产率(PLQY)。
本发明采用的技术方案如下:
一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,包括如下步骤:
提供一价阳离子前驱体,所述一价阳离子前驱体由含有铯(Cs)、甲脒(FA)、铷(Rb)中一种或多种阳离子和正辛酸(OTAC)组成;
提供一种含有苯磺酸(DBSA)的甲苯溶液;
提供一种含有铅源、溴源、氯源和甲苯的混合前驱体;
提供一种有机卤化铵盐的甲苯溶液,所述有机卤化铵盐包括十二烷基溴化铵(DDAB)、十二烷基氯化铵(DDAC)中的至少一种;
在所述混合前驱体中加入所述含有苯磺酸的甲苯溶液混合均匀,再加入所述一价阳离子前驱体进行反应,形核生长至量子点生长完全后,加入所述有机卤化铵盐的甲苯溶液,最终得到所述三阳离子混合卤素钙钛矿蓝光量子点;
上述反应在室温(20-25℃)下进行,在所述混合前驱体中,Pb摩尔总量、卤素元素总摩尔量保持不变的前提下,联动调节混合前驱体中卤素源,通过将投料中Cl占总卤素的百分比设定为X1,则投料中Cl含量与最终合成的量子点的发光波长之间的关系为:
y1=531.3-223X1,所述y1的发光波长范围为460-480nm。
进一步的,所述一价阳离子前驱体中的一价阳离子由碳酸铯(Cs2CO3),甲酸铯(CsHCOO),乙酸铯(CsAc),甲酸甲脒(FAHCOO),乙酸甲脒(FA-Ac),碳酸铷(Rb2CO3),甲酸铷(RbHCOO),乙酸铷(RbAc)中的一种或者多种提供。
进一步的,所述一价阳离子前驱体中,Cs:FA:Rb的比例为17:3:1.7。
进一步的,所述混合前驱体中的铅源由溴化铅(PbBr2)、氯化铅(PbCl2)中的一种或多种提供。
进一步的,所述混合前驱体中的混合卤素源由溴化铅(PbBr2)、氯化铅(PbCl2)、四正辛基溴化铵(TOAB)、四辛基氯化铵(TOAC)、十二烷基溴化铵(DDAB)、十二烷基氯化铵(DDAC)中的一种或者多种构成。
进一步的,所述混合前驱体中,Cl:Br投料比为29%-47%,对应所得到的钙钛矿量子点的发光波长范围为460nm-480nm。若Cl:Br高于47%,对应最终合成量子点发光波长低于460nm,制得的钙钛矿量子点荧光量子产率较低;若Cl:Br低于29%,对应最终合成量子点荧光量子产率不再明显升高。在480nm-460nm范围内,Cl:Br的投料比、合成量子点的发光波长、荧光量子产率之间存在线性关系。
需说明的是:钙钛矿量子点可应用于光电领域,包括照明、显示器等产品上,而这些产品所发出的光都会被人眼获取。蓝光并不是蓝色的光,而是不可见光,广泛存在于现在各种液晶显示屏中,是从屏幕的发光部件中产生的。波长处于420-460nm区间的蓝光叫做”短波蓝光“,具有很高的能量,能够穿透眼球的晶体直达视网膜,在持续照射的情况下,会使眼睛内的黄斑区产生病变,明显的症状是出现红眼、眼干、眼涩、视力下降以及疲劳等。而460-480nm波长的蓝光则于人体无害。可见,本申请实质是针对于人体无害的蓝光波长进行调控的特定方法。
进一步的,所述含有苯磺酸(DBSA)的甲苯溶液加入所述混合前驱体后,需要搅拌2-5min,使DBSA中的氧原子与钙钛矿中的铅原子充分配位并牢固结合,从而有效保护钙钛矿晶体结构,以阻止混合卤素量子点相分离。
进一步的,所述一价阳离子前驱体注入所述混合前驱体后,形核生长过程大约持续2.5min,在该过程中一直保持搅拌。
进一步的,量子点生长完成后,注入所述有机卤化铵盐的甲苯溶液,并持续搅拌4min,补充表面配体,合成过程结束。
进一步的,所述混合前驱体中,在调节Cl:Br投料比时,应该控制Pb的总量、卤素总量保持不变,联动调节其中含有卤素的物质以改变Cl:Br投料比。
进一步的,以电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)对合成完毕后的混合卤素蓝光量子点作元素分析,并以ICP实测量子点中Cl占总卤素的百分比为X2,则合成的量子点中实际Cl含量与发光波长之间的关系为:
y2=514.3-142X2,所述y2的发光波长范围为460-480nm。
进一步的,在发光波长为460-480nm范围内,以荧光量子产率为A,则A=1.962-4.572X1,所述X1为投料中Cl占总卤素的百分比。
进一步的,以ICP实测量子点中Cl占总卤素的百分比为X2,X1为投料中Cl占总卤素的百分比;则X2和X1满足如下关系式:
X2=1.57X1-0.12。
上述中,各项公式计算结果与实际测量结果误差不超2%,作为优选,误差不超过1%。在上述误差范围内应当均属于本发明的保护范围内。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明提及的合成方法为室温下合成,摈弃了现有技术中的热注入方法所带来的影响合成量子点发光波长的因素过多的情况(如注入温度、反应温度和时间、冷却时间等);此外本申请合成方法需特定的保证铅卤前驱体中的Pb总量、卤素总量保持不变的前提下,联动调节混合铅卤前驱体中的4-5种卤素化合物的调控方法,精确调控前驱体中卤素Cl:Br的投料比,进而改变合成量子点中Cl:Br的实际比例,进而实现量子点发光波长纳米级的精准调控。正是由于合成方法上的改变,从而实现由多变量波长调节、转变成单一变量波长调控。
(2)采用本发明的合成方法,Cl:Br投料比、合成量子点中的Cl:Br实际元素比、量子点的发光波长,甚至荧光量子产率之间存在明显的线性关系。投料中Cl含量与最终合成的量子点的发光波长之间的关系为:y1=531.3-223X1,其中X1为投料中Cl占总卤素的百分比,y1为最终合成量子点的波长。合成的量子点中实际Cl含量与发光波长之间的关系为:y2=514.3-142X2,其中X2为ICP实测量子点中Cl占总卤素的百分比,y为最终合成量子点的波长。根据该线性关系,可以实现460nm-480nm范围内任意发光波长量子点的合成。
(3)在460-480nm蓝光波段,本领域技术人员依据本申请的波长精准调控方法,通过投料中Cl占总卤素的百分比,来预先计算得到量子点各项性能参数,该性能参数包括荧光量子产率、最终合成的量子点中的氯溴含量、发光波长。亦可先行设定想得到的量子点某个性能参数,反推计算至投料中Cl占总卤素的百分比,从而对试验过程进行指导,以提高研发人员的实验效率。
(4)苯磺酸在量子点表面与铅原子配位,可以阻止氯溴分离,有效保护钙钛矿晶体结构稳定。
附图说明
图1为实施例1-5中获得量子点的紫外-可见吸收光谱以及荧光发射光谱。
图2为实施例1-5中获得量子点的XRD衍射图谱。
图3为实施例1-5中量子点投料、ICP实测的氯含量的对比图。
图4为实施例1-5中合成的量子点的荧光量子产率对比图。
具体实施方式
采用本发明方法所制备混合卤素蓝光钙钛矿量子点的荧光发射峰位的波长范围为460-480nm。
实施例1:
发光波长为460nm的掺Rb蓝光量子点的制备:配制0.1mol/L的碳酸铯(Cs2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的乙酸甲脒(FA-Ac)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的碳酸铷(Rb2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,三者以425ul、75ul、42.5ul的体积比混合,作为一价阳离子前驱体。称取0.4mmol溴化铅(PbBr2)、0.1mmol氯化铅(PbCl2)、0.65mmol四辛基溴化铵(TOAB)、0.43mmol十二烷基氯化铵(DDAC),加入至10ml样品瓶中,向样品瓶中加入5ml超干甲苯,连续搅拌4-5h,使药品充分溶解,作为铅源和卤素的混合前驱体。配制10mg/ml的十二烷基氯化铵(DDAC)的超干甲苯溶液备用。称取0.2g苯磺酸(DBSA),用200ul超干甲苯溶解,之后加入所述混合前驱体中,搅拌4min。再迅速注入540ul一价阳离子前驱体溶液,反应进行2.5min后,补充1.5ml的DDAC的超干甲苯溶液,再持续搅拌4min。经过后续一系列提纯处理后,即得到掺Rb的发光波长为460nm的Cs0.79FA0.14Rb0.08PbBrXCl1-X钙钛矿量子点。控制整个反应及提纯过程环境温度为21-22℃。
如图4所示,实施例1的平均荧光量子产率为:50%。
实施例2:
发光波长为465nm的掺Rb蓝光量子点的制备:配制0.1mol/L的碳酸铯(Cs2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的乙酸甲脒(FA-Ac)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的碳酸铷(Rb2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,三者以425ul、75ul、42.5ul的体积比混合,作为一价阳离子前驱体。称取0.4mmol溴化铅(PbBr2)、0.1mmol氯化铅(PbCl2)、0.68mmol四辛基溴化铵(TOAB)、0.39mmol十二烷基氯化铵(DDAC),加入至10ml样品瓶中,向样品瓶中加入5ml超干甲苯,连续搅拌4-5h,使药品充分溶解,作为铅源和卤素的混合前驱体。配制10mg/ml的十二烷基氯化铵(DDAC)的超干甲苯溶液备用。称取0.2g苯磺酸(DBSA),用200ul超干甲苯溶解,之后加入所述混合前驱体中,搅拌4min。再迅速注入540ul一价阳离子前驱体溶液,反应进行2.5min后,补充1.5ml的DDAC的超干甲苯溶液,再持续搅拌4min。经过后续一系列提纯处理后,即得到掺Rb的发光波长为465nm的Cs0.79FA0.14Rb0.08PbBrXCl1-X钙钛矿量子点。控制整个反应及提纯过程环境温度为21-22℃。
如图4所示,实施例2的平均荧光量子产率为:61%。
实施例3:
发光波长为470nm的掺Rb蓝光量子点的制备:配制0.1mol/L的碳酸铯(Cs2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的乙酸甲脒(FA-Ac)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的碳酸铷(Rb2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,三者以425ul、75ul、42.5ul的体积比混合,作为一价阳离子前驱体。称取0.4mmol溴化铅(PbBr2)、0.1mmol氯化铅(PbCl2)、0.73mmol四辛基溴化铵(TOAB)、0.35mmol十二烷基氯化铵(DDAC),加入至10ml样品瓶中,向样品瓶中加入5ml超干甲苯,连续搅拌4-5h,使药品充分溶解,作为铅源和卤素的混合前驱体。配制10mg/ml的十二烷基氯化铵(DDAC)的超干甲苯溶液备用。称取0.2g苯磺酸(DBSA),用200ul超干甲苯溶解,之后加入所述混合前驱体中,搅拌4min。再迅速注入540ul一价阳离子前驱体溶液,反应进行2.5min后,补充1.5ml的DDAC的超干甲苯溶液,再持续搅拌4min。经过后续一系列提纯处理后,即得到掺Rb的发光波长为470nm的Cs0.79FA0.14Rb0.08PbBrXCl1-X钙钛矿量子点。控制整个反应及提纯过程环境温度为21-22℃。
如图4所示,实施例3的平均荧光量子产率为:68%。
实施例4:
发光波长为475nm的掺Rb蓝光量子点的制备:配制0.1mol/L的碳酸铯(Cs2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的乙酸甲脒(FA-Ac)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的碳酸铷(Rb2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,三者以425ul、75ul、42.5ul的体积比混合,作为一价阳离子前驱体。称取0.4mmol溴化铅(PbBr2)、0.1mmol氯化铅(PbCl2)、0.74mmol四辛基溴化铵(TOAB)、0.33mmol十二烷基氯化铵(DDAC),加入至10ml样品瓶中,向样品瓶中加入5ml超干甲苯,连续搅拌4-5h,使药品充分溶解,作为铅源和卤素的混合前驱体。配制10mg/ml的十二烷基溴化铵(DDAB)的超干甲苯溶液备用。称取0.2g苯磺酸(DBSA),用200ul超干甲苯溶解,之后加入所述混合前驱体中,搅拌4min。再迅速注入540ul一价阳离子前驱体溶液,反应进行2.5min后,补充1.5ml的DDAC的超干甲苯溶液,再持续搅拌4min。经过后续一系列提纯处理后,即得到掺Rb的发光波长为475nm的Cs0.79FA0.14Rb0.08PbBrXCl1-X钙钛矿量子点。控制整个反应及提纯过程环境温度为21-22℃。
如图4所示,实施例4的平均荧光量子产率为:79%。
实施例5:
发光波长为480nm的掺Rb蓝光量子点的制备:配制0.1mol/L的碳酸铯(Cs2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的乙酸甲脒(FA-Ac)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的碳酸铷(Rb2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,三者以425ul、75ul、42.5ul的体积比混合,作为一价阳离子前驱体。称取0.4mmol溴化铅(PbBr2)、0.1mmol氯化铅(PbCl2)、0.79mmol四辛基溴化铵(TOAB)、0.28mmol十二烷基氯化铵(DDAC),加入至10ml样品瓶中,向样品瓶中加入5ml超干甲苯,连续搅拌4-5h,使药品充分溶解,作为铅源和卤素的混合前驱体。配制10mg/ml的十二烷基溴化铵(DDAB)的超干甲苯溶液备用。称取0.2g苯磺酸(DBSA),用200ul超干甲苯溶解,之后加入所述混合前驱体中,搅拌4min。再迅速注入540ul一价阳离子前驱体溶液,反应进行2.5min后,补充1.5ml的DDAB的超干甲苯溶液,再持续搅拌4min。经过后续一系列提纯处理后,即得到掺Rb的发光波长为480nm的Cs0.79FA0.14Rb0.08PbBrXCl1-X钙钛矿量子点。控制整个反应及提纯过程环境温度为21-22℃。
如图4所示,实施例5的平均荧光量子产率为:91%。
对比例1:依据本申请的钙钛矿量子点合成方法制备发光波长为485nm的掺Rb蓝光量子点。
配制0.1mol/L的碳酸铯(Cs2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的乙酸甲脒(FA-Ac)的正辛酸(OTAC)溶液,0.1mol/L的碳酸铷(Rb2CO3)的正辛酸(OTAC)溶液,三者以425ul、75ul、42.5ul的体积比混合,作为一价阳离子前驱体。称取0.4mmol溴化铅(PbBr2)、0.1mmol氯化铅(PbCl2)、0.83mmol四辛基溴化铵(TOAB)、0.24mmol十二烷基氯化铵(DDAC),加入至10ml样品瓶中,向样品瓶中加入5ml超干甲苯,连续搅拌4-5h,使药品充分溶解,作为铅源和卤素的混合前驱体。配制10mg/ml的十二烷基溴化铵(DDAB)的超干甲苯溶液备用。称取0.2g苯磺酸(DBSA),用200ul超干甲苯溶解,之后加入所述混合前驱体中,搅拌4min。再迅速注入540ul一价阳离子前驱体溶液,反应进行2.5min后,补充1.5ml的DDAB的超干甲苯溶液,再持续搅拌4min。经过后续一系列提纯处理后,即得到掺Rb的发光波长为485nm的Cs0.79FA0.14Rb0.08PbBrXCl1-X钙钛矿量子点。控制整个反应及提纯过程环境温度为21-22℃。
上述中,氯占总卤素的投料比为20.9%,合成的量子点波长(485nm)符合投料中Cl含量与最终合成的量子点的发光波长之间的关系。但荧光量子产率为95%,与实施例5中480nm的量子点的PLQY差距仅为4%左右,不符合460nm-480nm波段内荧光量子产率与波长之间所表现出的线性关系。
说明本发明提出的合成方法可以合成480nm以上波段的量子点,但继续降低投料中的Cl含量不再明显提升量子点的PLQY,因此在480nm以上波段难以在该线性关系基础上做到对波长的精细调控。
对比例2:
以牛津大学申请的公开号为CN 112714964 A中国专利公开的可调的发蓝光的铅卤化物钙钛矿,通过采用该专利制备出的钙钛矿量子点作为对比例2,试验数据详见该专利说明书0459段。
由此可知:合成量子点中的Cl:Br实际元素比,与量子点的发光波长,甚至荧光量子产率之间均不存在明显的线性关系。
图1是实施例1-5的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱图。可见实施例1-5通过保证铅卤前驱体中的Pb总量、卤素总量不变的前提下,联动调节其中的4-5种卤素源(PbBr2、PbCl2、TOAB、DDAC、DDAB)中Cl:Br比例的方式,调节量子点的最终波长分别为460nm、465nm、470nm、475nm、480nm。
图2是实施例1-5的XRD衍射图谱,量子点的发光波长越短,其中的氯含量越高,由于Cl的离子半径小于Br的离子半径,导致晶格收缩,XRD衍射峰往高角度方向偏移。这证明投料中改变Cl:Br的比例,可以有效调节最终合成的量子点中的元素比例,从而改变发光波长。
图3是实施例1-5中,投料以及ICP真实测定Cl含量百分比。投料中氯含量越低,合成量子点的波长越短,实测量子点中的氯含量也越低,且三者明显存在线性关系。通过拟合,发现投料中Cl摩尔含量与最终合成的量子点的发光波长之间的关系为:y1=531.3-223X1,其中X1为投料中Cl占总卤素的百分比,y1为最终合成量子点的波长;合成的量子点中实际Cl摩尔含量与发光波长之间的关系为:y2=514.3-142X2,其中X2为ICP实测量子点中Cl占总卤素的百分比,y2为最终合成量子点的波长。该线性关系是本发明能够精确调控波长的关系基础。
图4是是实施例1-5的荧光量子产率图。发光波长越短的量子点中氯含量越高,Cl本身会引入一些能级缺陷,成为非辐射复合中心,宏观表现为荧光量子产率降低。从图上看,本发明合成的量子点的荧光量子产率范围为48-92%,光学性能较好,荧光量子产率且与波长基本也表现出线性相关。
综上所述,提供了一种纳米级精确调控发光波长的混合卤素蓝光量子点的合成方法,通过在保证铅卤前驱体中的Pb总量、卤素总量保持不变的前提下,联动调节混合铅卤前驱体中的4-5种卤素源,精确调控前驱体中卤素Cl:Br的投料比,进而改变合成量子点中的实际Cl:Br比,进而实现量子点发光波长纳米级的精准调控。本发明中,Cl:Br投料比、合成量子点中的Cl:Br实际元素比、发光波长之间存在明显的线性关系。
投料中Cl含量与最终合成的量子点的发光波长之间的关系为:
y1=531.3-223X1
其中X1为投料中Cl占总卤素的百分比,y1为最终合成量子点的波长。该线性关系是本发明能够精确调控波长的关系基础。
合成的量子点中实际Cl含量与发光波长之间的关系为:
y2=514.3-142X2
其中X2为ICP实测量子点中Cl占总卤素的百分比,y2为最终合成量子点的波长。
整个合成过程在20-25℃的室温环境下完成。本发明方法所制备混合卤素蓝光钙钛矿量子点的荧光发射峰位的波长范围为460-480nm。此外,本发明中在合成过程中使用的苯磺酸在量子点表面与铅原子配位,有效保护钙钛矿相稳定稳定,阻止氯溴分离。
以上所述的实施例对本发明的制备方案进行了详细说明,应理解这些实施例仅用于说明本发明,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供一价阳离子前驱体,所述一价阳离子前驱体由含有铯(Cs)、甲脒(FA)、铷(Rb)中一种或多种阳离子和正辛酸(OTAC)组成;
提供一种含有苯磺酸(DBSA)的甲苯溶液;
提供一种含有铅源、溴源、氯源和甲苯的混合前驱体;
提供一种有机卤化铵盐的甲苯溶液,所述有机卤化铵盐包括十二烷基溴化铵(DDAB)、十二烷基氯化铵(DDAC)中的至少一种;
在所述混合前驱体中加入所述含有苯磺酸的甲苯溶液混合均匀,再加入所述一价阳离子前驱体进行反应,形核生长至量子点生长完全后,加入所述有机卤化铵盐的甲苯溶液,最终得到所述三阳离子混合卤素钙钛矿蓝光量子点;上述反应在室温(20-25℃)下进行。
2.根据权利要求1所述的一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,所述一价阳离子前驱体中的一价阳离子由碳酸铯(Cs2CO3),甲酸铯(CsHCOO),乙酸铯(CsAc),甲酸甲脒(FAHCOO),乙酸甲脒(FA-Ac),碳酸铷(Rb2CO3),甲酸铷(RbHCOO),乙酸铷(RbAc)中的一种或者多种提供。
3.根据权利要求1所述的一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,所述一价阳离子前驱体中,Cs:FA:Rb的比例为17:3:1.7。
4.根据权利要求1所述的一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,所述混合前驱体中的铅源由溴化铅(PbBr2)、氯化铅(PbCl2)中的一种或多种提供。
5.根据权利要求1所述的一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,所述混合前驱体中的混合卤素源由溴化铅(PbBr2)、氯化铅(PbCl2)、四正辛基溴化铵(TOAB)、四辛基氯化铵(TOAC)、十二烷基溴化铵(DDAB)、十二烷基氯化铵(DDAC)中的一种或者多种构成。
6.根据权利要求5所述的一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,所述混合前驱体中,Cl:Br投料比为29%-47%,对应所得到的钙钛矿量子点的发光波长范围为460nm-480nm。
7.根据权利要求1所述的一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,在所述混合前驱体中,Pb摩尔总量、卤素元素总摩尔量保持不变的前提下,联动调节混合前驱体中卤素源,通过将投料中Cl占总卤素的百分比设定为X1,则投料中Cl含量与最终合成的量子点的发光波长之间的关系为:
y1=531.3-223X1,所述y1的发光波长范围为460-480nm。
8.根据权利要求7所述的一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,以电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)对合成完毕后的混合卤素蓝光量子点作元素分析,并以ICP实测量子点中Cl占总卤素的百分比为X2,则合成的量子点中实际Cl含量与发光波长之间的关系为:
y2=514.3-142X2,所述y2的发光波长范围为460-480nm。
9.根据权利要求8所述的一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,在发光波长为460-480nm范围内,以荧光量子产率为A,则A=1.962-4.572X1,所述X1为投料中Cl占总卤素的百分比。
10.根据权利要求9所述的一种混合卤素蓝光量子点的发光波长精准调控方法,其特征在于,以ICP实测量子点中Cl占总卤素的百分比为X2,X1为投料中Cl占总卤素的百分比;则X2和X1满足如下关系式:
X2=1.57X1-0.12。
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