[发明专利]一种高稳定性的全无机钙钛矿发光纳米晶的制备方法

说明书

本发明公开了一种高稳定性的全无机钙钛矿发光纳米晶的制备方法。该方法是在亲水性溶剂中，利用溶剂热法，调节反应物比例、反应温度和时间等参数，成功批量合成了在365nm紫外光激发下发出绿色荧光的Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶荧光粉，其荧光发射峰在521.4nm，半峰宽仅为20nm。以聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂，制备得到的全无机钙钛矿纳米晶为大小均一的六方片状，直径长约为1μm，厚度约为100nm，呈单晶分布；以十二烷基硫酸钠为表面活性剂，制备得到的全无机钙钛矿纳米晶为大小均一直径为200nm的纳米颗粒，合成的荧光粉末均具有在200℃下不发生相变，热稳定性和荧光性能优异。

技术领域

本发明属于无机纳米材料制备技术领域，特别涉及一种高稳定性的全无机钙钛矿发光纳米晶的制备方法。

背景技术

钙钛矿材料由于其良好的光电性能，近几年得到了众多研究人员的关注。相比于传统的有机染料和无机稀土发光材料等而言，钙钛矿量子点具有诸多显而易见的优势，比如发光光谱带极窄，发光量子产率高，可见光区发光颜色可调等。是一种在显示领域极具应用潜质的发光材料。

现有比较成熟的合成方法主要是热注射法(Maksym V.Kovalenko，LoredanaProtesescu，Nano.Lett.2015,15,3692-3696.)和反溶剂法(Haibo Zeng,Xiaoming Li,Adv.Funct.Mater.2016,26,2435-2445.)。但是这些经典的合成方法制备的钙钛矿材料有着明显的缺陷。第一，现有合成技术合成的钙钛矿材料热稳定性较差，通常在温度超过40℃时晶体结构就会发生明显的不可逆性转变或破坏，从而失去其原有的光电性能；第二，合成的钙钛矿材料极其容易在亲水溶剂(如乙醇、氮-氮二甲基甲酰胺、水等)中分解，，从而失去其原有的结构和性能；第三，现有的合成技术一次合成的产物只有几毫克至几十毫克，无法实现高性能荧光粉末的大规模制备。

总结现有的合成技术，共同点就是在疏水性溶剂(油酸、十八烯)中直接合成钙钛矿量子点，或是在甲苯中通过反溶剂法合成钙钛矿材料。然而仅在亲水性溶剂中通过溶剂热法简单快捷地一步大批量获得热稳定性与光学性能良好的Cs₄PbBr₆钙钛矿发光纳米晶粉末的制备方法还未见报道。

全无机钙钛矿荧光材料在显示，传感，光电探测等领域有着巨大的潜在应用。因此发展新的合成方法，制备出颗粒大小均一、稳定性高、荧光性能强的全无机钙钛矿纳米材料，进而探索其在实际中的运用问题，系统地研究纳米材料微观结构与性能的关系，更好的引导我们去获得具有特定组成、尺寸、形貌、性能的钙钛矿纳米材料，这对最终实现钙钛矿材料在实际中的运用具有重要的指导意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种在亲水性溶剂中溶剂热法一步合成高稳定性的全无机钙钛矿发光纳米晶的方法。该方法制备的全无机钙钛矿纳米晶的发射峰为521.4nm，半峰宽为20nm。所述方法得到的全无机钙钛矿纳米晶荧光粉末的荧光强度表现出良好的温度依赖性和可逆性，在乙醇中具有良好的稳定性，可以保持其结构和荧光性能。

一种高稳定性的全无机钙钛矿发光纳米晶的制备方法是通过溶剂热法一步合成无机钙钛矿，所述溶剂为亲水性溶剂。

进一步的，所述溶剂热法一步合成无机钙钛矿具体过程为：取40mL氮-氮二甲基甲酰胺、1.0-1.25g聚乙烯吡咯烷酮或十二烷基硫酸钠，搅拌10-15min使其充分溶解，再向其中加入1.5-1.6g溴化铯和600-700mg溴化铅，搅拌20-30min

充分溶解后装入反应釜，150-160℃下反应2-3h。

进一步的，反应结束后自然降温至室温，倒去上清液，向反应釜中加入5-10mL正己烷，洗涤离心2-3次，去除产物中的溶剂，真空干燥2-5h，得到高稳定性的全无机钙钛矿发光纳米晶。