[发明专利]一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料的制备方法，包括：A)将硅溶胶、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点混合，干燥后得到荧光材料。与现有技术相比，本发明利用硅溶胶来包覆有机无机杂化钙钛矿量子点，并通过在硅溶胶中加入有机胺类化合物以抑制量子点在溶胶凝胶转化过程中的分解，实现量子点在二氧化硅玻璃中的掺杂，由于二氧化硅与有机胺类化合物的双重作用，可以极大提高荧光材料的光、热、水、氧稳定性，从而提高其在实际应用中的可行性。

技术领域

本发明属于钙钛矿量子点技术领域，尤其涉及一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料及其制备方法。

背景技术

量子点又可称为纳米晶，是由有限数目的原子组成，三个维度尺寸均在纳米数量级的原子和分子的集合体，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以其量子限域效应特别显著。基于量子效应，量子点在太阳能电池、发光器件和光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。在种类繁多的量子点中，基于钙钛矿结构的量子点以其优异的发光性能，如发光效率高和发光谱线窄，受到了人们极大的关注。钙钛矿结构呈立方体晶形，其中，全无机的CsPbX₃(X＝Cl，Br，I)和有机-无机杂化的CH₃NH₃PbX₃(X＝Cl，Br，I)是当前重点研究的钙钛矿量子点。

有机无机杂化钙钛矿量子点的粒径小于10nm，其发射波长可以通过卤素的掺杂以及量子点尺寸进行调控。有机无机杂化钙钛矿量子点的发射波长可覆盖整个可见光区域，且半峰宽窄(FWHM)，约为20～50nm，其溶液中荧光量子产率可达90％以上，优良的光学性能使其在显示与发光领域备受关注。目前合成有机无机杂化钙钛矿量子点材料主要采用配体辅助再沉淀法，即通过化合物在不同溶剂中溶解度不同制备纳米晶，同时采用表面配体控制纳米晶的尺寸大小和形貌，从而得到发射波长可控的量子点材料。

Brightly luminescent and color-tunable colloidal CH₃NH₃PbX₃(X＝Br,I,Cl)quantum dots:potential alternatives for display technology(Zhang F,ZhongH,Chen C,et al.Acs Nano,2015,9(4):4533-4542.)中，首次报道采用配体辅助再沉淀法，以正辛胺作为限制配体合成有机无机杂化钙钛矿量子点，其中杂化钙钛矿结构的通式为CH₃NH₃PbX₃(X＝Cl，Br，I)。这种方法具体包括：首先将PbBr₂(溴化铅)、CH₃NH₃Br(甲基溴化铵)、正辛胺、油酸按一定摩尔比例混溶于DMF(N,N-二甲基酰胺)中；将混合溶液逐滴滴入剧烈搅拌的甲苯中，最后以7000rpm/min的速度高速离心，获得分散于上清液的钙钛矿量子点材料。其中，正辛胺起到表面修饰，提高荧光量子效率以及控制尺寸的作用；采用油酸为防止纳米颗粒团聚。但是，通过上述文献报道的方法制得的量子点稳定性较差，遇水易分解，这大大限制了有机无机杂化钙钛矿量子点的产业化应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种性能稳定的基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料及其制备方法。

本发明提供了一种基于有机无机杂化钙钛矿量子点的荧光材料的制备方法，包括：

A)将硅溶胶、第一有机胺类化合物与有机无机杂化钙钛矿量子点混合，干燥后得到荧光材料。

优选的，所述硅溶胶按照以下方法制备：

将硅酸酯类化合物、乙醇、水与酸性催化剂混合反应，得到硅溶胶。

优选的，所述酸性催化剂选自醋酸、盐酸、硫酸、硝酸与氢溴酸中的一种或多种；所述第一有机胺类化合物选自甲基卤化铵和/或苯乙胺卤盐。