[发明专利]一种多级手性发光增强复合材料及其制备方法

说明书

一种全无机钙钛矿量子点包覆银纳米棒复合二氧化硅和半胱氨酸的多级手性发光增强复合材料及其制备方法，属于手性发光材料制备技术领域。其是通过多元醇反应得到一维银纳米棒，然后通过TEOS与APTES水解得到AgNR@SiO₂，接着在室温下通过与半胱氨酸溶液搅拌得到AgNR@SiO₂@L‑cys复合物，最后该复合物通过与热注入方法制备的全无机钙钛矿量子点(QDs)复合，制备出具有多级纳米结构的AgNR@SiO₂@L‑cys@QDs手性发光增强复合材料。材料具有棒状形貌，钙钛矿量子点在表面均匀分布，其中AgNR@SiO₂@L‑cys@CsPbBr₃具有87倍发光增强。本发明具有制备成本低廉、大量制备、方法简单、容易操作、重复性好等优点。

技术领域

本发明属于手性发光材料制备技术领域，具体涉及一种钙钛矿量子点包覆银纳米棒复合二氧化硅和半胱氨酸的多级手性发光增强复合材料(AgNR@SiO₂@L-cys@QDs)及其制备方法。

背景技术

手性是无对称中心、对称面及反轴结构所具有的本质属性，它广泛存在于自然界中。这种性质不仅在非线性光学、自旋电子学等领域具有广泛的应用，而且与生物和药物科学密切相关。在过去的几十年中，与手性有机分子相比，手性无机纳米材料由于其优异的光学性质及化学性质而引起了相当大的关注，并在显示、照明等领域中显现出巨大潜力。其中，手性钙钛矿因其独特的物理和化学性质引起了研究者们广泛的研究。

例如，华中科技大学Tang课题组成功地合成手性(R-和S-α-PEA)PbI₃钙钛矿并应用于圆偏振光的检测(Nat Commun.2019,10,1927)，因为它们可以结合手性有机物诱导的圆偏振光敏感吸收和无机骨架的有效电荷传输。南开大学Xu课题组制备出了用于研究二阶非线性光学手性卤化铅钙钛矿纳米线，该材料展现了高效率的二次谐波产生(SHG)，高极化率和手性非线性光学效应。(Nano Lett.2018,18,5411-5417)。

上述研究结果充分展示了手性钙钛矿材料的诱人前景。但是，一般情况下纳米钙钛矿材料的量子效率较低，且在无手性胺参与下不易生成手性结构。因此，将钙钛矿纳米粒子与贵金属纳米棒结合起来不仅能增强发光效率，还能利用纳米棒的手性排列制备出具有多级手性结构发光材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钙钛矿量子点包覆银纳米棒复合二氧化硅和半胱氨酸的多级手性发光增强复合材料(AgNR@SiO₂@L-cys@QDs)及其制备方法。AgNR代表银纳米棒，SiO₂为二氧化硅，L-cys代表L-半胱氨酸，QDs代表钙钛矿量子点。

本发明以硝酸银、乙二醇、正硅酸乙酯(TEOS)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、氨水、L-半胱氨酸、十八烯、油酸、油胺、卤化铅、溴化锰、溴化锌、碳酸铯等为原料，通过多元醇还原反应得到一维银纳米棒，然后通过TEOS与APTES水解得到AgNR@SiO₂，接着在室温下通过与半胱氨酸溶液搅拌得到AgNR@SiO₂@L-cys复合物，最后该复合物通过与热注入方法制备的钙钛矿量子点(QDs)复合，制备出具有多级纳米结构的AgNR@SiO₂@L-cys@QDs手性发光增强复合材料。其中，银纳米棒的直径为75～85纳米，长度为8～11微米，包覆的二氧化硅层和半胱氨酸层的厚度为1.5～3纳米，合成的复合材料具有棒状形貌，钙钛矿量子点在表面均匀分布。

本发明所述的一种多级手性发光增强复合材料(AgNR@SiO₂@L-cys@QDs)的制备方法，其步骤如下：

a)在乙二醇中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、硝酸银、三氯化铁，溶解后放入油浴中加热，离心洗涤后得到银纳米棒(AgNR)，然后分散在去离子水中，得到银纳米棒(AgNR)溶液；