[发明专利]一种无机钙钛矿纳米复合纤维膜及其应用方法

说明书

本发明采用高速、高压射流成型技术制备纤维交错构织的网状结构纳米纤维膜，CsPbX₃(X为卤族元素)钙钛矿及其纳米复合材料均匀分散在纤维膜表面及其内部，增益材料分散或附着于纤维膜及复合材料表面。该纳米复合纤维膜具有高荧光、高催化活性且性能稳定的特点，可作为活性材料存储的有效方式以及喷墨打印墨水的原材料，并满足防伪识别、安全监测、建筑光伏一体化、生物医疗、可见光无线通信、污染物降解、能源转化等领域的应用需求。

技术领域

本发明属于纳米复合材料及应用技术领域，特别涉及一种高荧光、高催化活性的无机钙钛矿纳米复合纤维膜及其应用方法。

背景技术

近年来，全无机钙钛矿CsPbX₃(X为卤族元素)纳米晶因其独特的物化特性，如高吸光系数、可调节的带隙宽度、优异的荧光性能等，受到科研人员的广泛关注，已在太阳能电池、发光二极管、光电探测、激光器等领域得到了深入的研究和应用探索。

发明人前期进行了大量基础及应用的研究工作，并开发了一系列纳米二维材料表面原位生长CsBX₃(B为含有+2价态元素；X为卤族元素)纳米晶的复合材料(中国发明专利，201810179430.2)。同时，发明人基于对上述材料合成过程中的关键环节以及可显著调控其结构及光电性能的关键因素的研究，设计了一套多维度纳米复合材料的阵列式液相合成系统(中国发明专利，201810180349.6)。通过对不同合成阶段的材料进行处理，改善其表面或界面特性，可获得满足不同需求的小批量、多维度、高品质、良好稳定性、优异各向异性的单相纳米材料及其纳米复合材料。

然而，上述材料在工业化应用的过程中依旧面临一系列问题，如纳米结构类材料本身的高毒性，CsPbX₃钙钛矿材料中包含有毒的铅元素，团聚等原因造成CsPbX₃钙钛矿材料的相变而导致其化学活性降低，以及使用过程中存在的损耗，都极易造成材料使用性能的急剧下降以及严重的安全问题。此外，CsPbX₃钙钛矿材料新功能、新应用的研究也迫在眉睫。

发明内容

基于背景技术存在的问题，本发明的目的是提供一种高荧光、高催化活性的无机钙钛矿纳米复合纤维膜，采用高速、高压射流成型技术制备出纤维交错构织的网状结构纳米纤维膜，CsPbX₃(X为卤族元素)钙钛矿及其纳米复合材料等具有高荧光、高催化活性的活性材料均匀分散在纤维膜表面及其内部，增益材料分散或附着于纤维膜及活性材料表面。制备的无机钙钛矿纳米复合纤维膜具有高荧光特性和高催化活性，且在复杂环境条件下可保持长期的结构及性能稳定性，并可作为活性材料存储的有效方式以及喷墨打印墨水的原材料。无机钙钛矿纳米复合纤维膜的荧光特性可满足防伪识别、安全监测、建筑光伏一体化、生物医疗和可见光无线通信等领域的应用需求，而其催化活性可满足污染物降解、能源转化及医疗防护等领域的应用需求。具体技术方案如下：

一种高荧光、高催化活性的双功能无机钙钛矿纳米复合纤维膜，其特征在于，采用高速、高压射流成型技术制备出纤维交错构织的网状结构纳米纤维膜，CsPbX₃(X为卤族元素)钙钛矿及其纳米复合材料等具有高荧光、高催化活性的活性材料均匀分散在纤维膜表面及其内部，增益材料分散或附着于纤维膜及活性材料表面；

可选的，所述的无机钙钛矿纳米复合纤维膜，采用高速、高压射流成型技术制备纳米复合纤维膜，射流液包括以下组分：

可选的，所述的无机钙钛矿纳米复合纤维膜，CsPbX₃钙钛矿及其纳米复合材料等具有高荧光、高催化活性的活性材料包括CsPbX₃纳米晶、卤素阴离子交换合成的CsPbX_3-xX’_x纳米晶，以及纳米二维材料表面原位生长CsPbX₃纳米复合材料中的一种或几种；所述CsPbX₃钙钛矿及其纳米复合材料具有高荧光、高催化活性的特性；