[发明专利]一种铟基卤化物钙钛矿纳米晶及其制备方法

说明书

本发明提出了一种铟基卤化物钙钛矿纳米晶及其制备方法，铟基卤化物钙钛矿纳米晶为Cssubgt;3/subgt;InXsubgt;6/subgt;纳米晶，X＝Cl、Br或I，所述Cssubgt;3/subgt;InXsubgt;6/subgt;纳米晶的形貌可调，可从实心结构调控为空心结构；基于高温热注入法可控合成不同形貌Cssubgt;3/subgt;InXsubgt;6/subgt;纳米晶的方法，所得到的Cssubgt;3/subgt;InXsubgt;6/subgt;纳米晶体分散性良好，发光性能极佳，而且具有极好的稳定性。

技术领域

本发明涉及材料纳米晶制备技术领域，特别是指一种铟基卤化物钙钛矿纳米晶及其制备方法。

背景技术

空心纳米结构是一类特殊的纳米材料，它们是根据其形态命名。中空纳米晶体(空心结构)由于具有独特的中空结构、大表面积、低密度和高负载能力等特性，已在纳米反应器，储能，生物医学，传感器，催化，环境修复等纳米技术领域引起了相当大的关注。与实心纳米晶体相比，中空纳米晶体为结构和组成的调整提供了更多的可能性，可以更好地设计用于许多所需应用的新功能材料。目前，已经报道了许多中空的纳米结构材料，然而，关于空心金属卤化物钙钛矿纳米晶体的报道很少。

近年来，新兴的金属卤化物钙钛矿材料引起了人们的广泛兴趣。由于带隙可调、大的激子结合能和高的载流子迁移率，在太阳能电池、发光二极管(LED)、光电探测器、激光器和光催化等领域表现出巨大的应用潜力。但是，传统的卤化物钙钛矿含有有毒元素铅以及具有较差的稳定性。因此，开发具有无毒且良好稳定性的钙钛矿是实际应用中的关键步骤。

最近，无铅卤化物钙钛矿的制备已成为消除这些障碍的研究热点。在各种无铅钙钛矿中，铟基钙钛矿被认为是一种稳定且对环境友好的光伏材料。然而，铟基钙钛矿纳米晶体(NCs)的合成和光学性质尚未探索。更重要的是，目前已报道的Cs₃Bi₂Br₉(M.Leng；Y.Yang；K.Zeng；Z.Chen；Z.Tan；S.Li；J.Li；B.Xu；D.Li；M.P.Hautzinger；Y.Fu；T.Zhai；L.Xu；G.Niu；S.Jin and J.Tang,Adv.Funct.Mater.2018,28,1704446)、Cs₃Sb₂Br₉(J.Zhang；Y.Yang；H.Deng；U.Farooq；X.Yang；J.Khan；J.Tang and Haisheng Song,ACSNano 2017,11,9294-9302)、Cs₃BiBr₆(D.Lee；M.Kim；H.Woo；J.Chae；D.Lee；S.Jeon；S.J.Ohand T.Paik,RSC Adv.,2020,10,7126-7133)钙钛矿NCs都是实心结构。

另外，在合成CsPbBr₃的过程中引入NaBr和EDABr₂可以得到空心的CsPbBr₃纳米晶，但是该合成方法复杂，且含有有毒元素Pb，并且CsPbBr₃不稳定，这使得空心CsPbBr₃的应用受到了阻碍(M.Worku；Y.Tian；C.Zhou；H.Lin；M.Chaaban；L.Xu；Q.He；D.Beery；Y.Zhou；X.Lin；Y.Su；Y.Xin and B.Ma,Sci.Adv.2020,6,eaaz5961)。而且目前已有的空心CsSnBr₃纳米晶很容易发生氧化，极不稳定，同样限制了空心纳米晶的实际应用(A.Wang；Y.Guo；F.Muhammad and Z.Deng,Chem.Mater.2017,29,6493-6501)。基于空心形貌的纳米材料具有不同的性能及应用，可控合成稳定的空心形貌的全无机无铅钙钛矿材料对推进其应用尤为重要。但目前对空心形貌的全无机无铅钙钛矿的可控合成还远远不足，这严重阻碍了其应用。

发明内容