[发明专利]一种溶液法制备全无机钙钛矿CsPbBr3

说明书

本发明公开了一种溶液法制备全无机钙钛矿CsPbBr₃纳米线的方法及上转换发光材料，以油胺，油酸和十八烯比例混合液为溶剂，并加入铅源和铯源作为反应物，在无水汽的环境下进行反应，随后通过升温、保温、和降温等阶段完成纳米线的成核，生长以及长大等过程，待反应结束后，进行固液分离除去溶剂残留，制备获得全无机钙钛矿CsPbBr₃纳米线。这种方法避免了高温、时间消耗，无需复杂的设备，因此简便、高效，可满足批量化生产要求。所涉及到的绿色上转换和下转换发光纳米材料为全无机钙钛矿CsPbBr₃纳米线，其光致发光谱带较窄，所得绿光纯度高，所述绿色上转换和下转换发光纳米材料适用于显示器件、防伪器件、红外探测器件以及太阳能光伏器件等。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种溶液法制备全无机钙钛矿CsPbBr₃纳米线的方法及上转换发光材料。

背景技术

上转换与下转换发光材料都是特别重要的功能材料，在显示领域，防伪领域，生物荧光标记领域都具有特别重要的用途。上转换发光是在长波长光激发下，可持续发射波长比激发波长短的光，本质上属于一种反-斯托克斯发光，而下转换发光与上转换恰好相反，是在短波光的激发下，可持续发射波长比激发波长长的光。在以往的研究中，上转换发光材料的基体材料主要是以稀土元素作为研究重点，主要包括氟化物、氧化物、含硫化合物、氟氧化物、卤化物等。其中，六方相的NaYF₄基体材料是目前在上转换发光领域效率最高的一种基质材料，但是，必须通过双稀土元素的掺杂以及多稀土元素的掺杂来实现上转化发光。而下转换发光材料由于其满足斯托克斯定律，容易实现光致发光效应，所以较为常见。

近年来，上转换与下转换发光材料已经延伸到一种新型的钙钛矿结构。自从日本桐荫横滨大学的Miyasaka教授第一个将卤化物钙钛矿材料作为光吸收体应用，全固态钙钛矿电池的开发和利用一直以来都收到了极大的关注，成为太阳能材料以及上转换发光材料研究的热点。Hu Zhiping等人利用近红外光源(800nm) 对CsPbBr₃微立方体进行光照，又发现了CsPbBr₃不仅可以应用于电池的开发，其自身具有良好的上转换发光效应，CsPbBr₃为正交晶系，属于Pbnm(62)空间点群，其中不含稀土元素，但在近红外光的照射下，CsPbBr₃能够发出绿色荧光，且发光性能稳定。而Yu Xiaoya等人利用紫外光源(400nm)对CsPbBr₃纳米立方体进行激发，CsPbBr₃又释放出明亮的绿光，表明了CsPbBr₃具有良好的下转换发光效应。这些现象成功的引起了国内外学者们的关注。另外，关于CsPbBr₃光致发光的原因也一直以来属于学术界争论的热点。因此研究CsPbBr₃上转换发光材料不仅具有重要的学术价值；而且其发光也具有重要的潜在的应用。

自Kovalenco等人在2015年首次报道CsPbX₃纳米晶体热注射合成以来，对 CsPbBr₃材料制备的研究始终是一个热点，主要集中在通过离子交换、室温再沉淀、微波辅助合成、CVD等多种方法进行合成。使用溶液法合成单相CsPbBr₃纳米线还未见文献的报道，所以，研究和发展一种溶液法合成单相CsPbBr₃纳米线的工艺是非常迫切的。相关的研究不仅可以促进单相CsPbBr₃纳米材料的基础性研究，而且可以促进这种高效率的上转换与下转换发光材料在显示、标记、红外探测等方面的重要应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种溶液法制备全无机钙钛矿CsPbBr₃纳米线的方法及上转换发光材料，不仅获得高纯的单相CsPbBr₃纳米线，而且研究了相关的光学性能，获得了极高发生率光的一种新型功能材料。

本发明采用以下技术方案：