[发明专利]一种高稳定性二维阳离子型卤化铅材料及其制备与应用

说明书

本发明涉及一种高稳定性二维阳离子型卤化铅材料及其制备与应用，材料的化学分子式为[PbX⁺]_n(H₂O)_m[^‑O₂C(CH₂)₄CO₂^‑]_0.5n，其中，X为F、Cl或Br，n为正整数，m为自然数；制备时，将卤化铅、己二酸二钠加入至水中，并与高氯酸混合后进行水热反应，之后依次经冷却、过滤、洗涤、干燥即可；该材料作为单组分荧光体，用于白光LED领域中。与现有技术相比，本发明材料的结构稳定性高，耐酸碱、耐高温，并拥有高度畸变的二维卤化铅无机层，具有覆盖可见光范围的固有基体白光发射性质，在白光LED领域拥有极大的应用潜力，且易于制备。

技术领域

本发明属于荧光材料技术领域，涉及一种高稳定性二维阳离子型卤化铅材料及其制备与应用。

背景技术

自然界中存在的以及人工合成的绝大部分无机延伸拓扑材料，诸如沸石分子筛、金属氧化物及金属磷酸盐等，均呈现阴离子型或中性的主体骨架结构。主要原因是这些多孔纯无机骨架由带正电荷的金属中心和带负电荷的桥连配体(通常是氧原子)组成，两者配位的正常比例和所带电荷数决定了其延伸主体骨架只能呈现为中性或阴离子型，同时中性客体分子或带正电荷的客体离子则以非共价键形式介于孔径内。与多孔阴离子型无机骨架相比，阳离子型无机晶格骨架存在配位不饱和的金属中心，通过改变层间与金属中心结合的基团，可以对晶格畸变进行调节，有望在光电领域表现出优异的性能。然而，相比于多孔阴离子型无机骨架结构，阳离子型无机晶格骨架的设计制备难度较大，具有局限性及挑战性。

在当今全球能源需求递增的情况下，人工照明占据了全球大约20％的用电消耗。其中，固态照明能有效解决传统光源(白炽灯和荧光灯)光效低的问题。目前，基于发光二极管(light-emitting diodes，简称为LEDs)的固态白光照明有三种组装方式。第一，由三个或三个以上不同颜色(通常为三原色)的LED光源混合形成白光。这种照明方案存在众多问题，例如，各个单色光源的混合会导致能量损失，对LED量子转化效率要求极高，各原色LED有不同的驱动电压、寿命和温度特性。第二，蓝光LED激发黄色荧光体形成白光，这种方法仍然存在低显色指数、需求大量稀土材料及光圈效应等主要问题。第三，紫外LED光源激发三种(或三种以上)不同颜色的荧光体达到白光的效果。由于紫外光源在非可见光区域的特性，这类紫外激发组装的LED能解决蓝光LED显色指数和色温稳定性较低的问题。然而，各种荧光体的混合会导致发光自吸收，降低转化效率，而且各荧光体组分的稳定性不同使发光颜色会随着照射时间的加长而发生变化。针对综合性能相对较优的第三种白光LED组装方式，解决发光问题的关键是研制出具有白光发射性质的单组分荧光体。

目前，具有固有宽带白光发射性质的单组分荧光体往往需要掺杂稀土金属，才能够响应紫外LED光。少量存在110晶面的二维钙钛矿表现出固有的宽带白光发射性质，机理研究表明，这种宽带发射来源于材料晶格畸变所产生的自陷激子，但由于钙钛矿存在对水分、空气和加热不稳定的问题，使其应用受到较大限制。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可用于固态白光照明的高稳定性二维阳离子型卤化铅材料及其制备与应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高稳定性二维阳离子型卤化铅材料，该材料的化学分子式为[PbX⁺]_n(H₂O)_m[^-O₂C(CH₂)₄CO₂^-]_0.5n，其中，X为F、Cl或Br，n为正整数，m为自然数。