[发明专利]一种包裹钙钛矿量子点的双核纤维、制备方法及装置

说明书

本发明提供一种包裹钙钛矿量子点的双核纤维、制备方法及装置，所述包裹钙钛矿量子点的双核纤维为聚合物纤维，内部包裹两种钙钛矿量子点，发射荧光波长范围为390~760 nm，纤维直径为100‑500μm，长度为1cm至几百米以上；所述制备方法为：基于水动力学作用，利用不同卤化物溶液反应后溶剂挥发析出钙钛矿量子点以及聚合物溶液快速相转化特性，设计微流控装置，生成内部同时包裹两种钙钛矿量子点的聚合物纤维，并可调节各相流体流速、控制所述纤维的荧光波长，生成不同荧光、不同尺寸的纤维。本发明的制备方法操作简单、成本较低、实验可重复性强，可以步骤简单地生成不同钙钛矿量子点复合材料；所制备的纤维结构均匀，尺寸可控，可作为荧光材料，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于新型材料技术领域，具体涉及一种包裹钙钛矿量子点的双核纤维、制备方法及装置。

背景技术

钙钛矿是一种具有独特理化性质的新型无机非金属材料。近年来，各种具有类似钙钛矿结构的材料被认为是钙钛矿材料，它们同样具有稳定的晶体结构、独特的电磁性能、良好的氧化还原和光电响应活性等，被广泛用于固态电池、传感器、高温加热材料、固体电阻器等等方面，在物理、化学、能源和材料等领域具有很大的开发潜力和长远的应用价值。在诸多钙钛矿材料中，钙钛矿量子点由于其具有较高额量子产率、可调的发射光谱、较低的制备成本、较高的分散性等等优点，成为了近年来的研究热点。目前的研究集中在开发依赖于钙钛矿量子点的发光二极管、光电探测器、太阳能电池等器件，并且已经取得了可喜的成果。

在制备钙钛矿量子点方面，目前已经开发了多种方法，其中包括热注射法、微波法、离子交换法、过饱和结晶法等。基于以上这些方法，不同形貌的钙钛矿材料，包括片层状、立方体状纳米晶、量子点等已经能够稳定地制备得到。然而，制备过程对于材料的选择和环境、设备等的要求比较高，制备所得的钙钛矿量子点面临着稳定性差、易氧化、易潮解等等储存上的问题，这对于后续这些材料的应用上具有很大的影响。因此，为了将这些量子点进一步应用到后续光电相关器件的构建中，在制备时就考虑与其他聚合物一起包裹成为了一种全新的思路。

目前开发获得的钙钛矿材料器件大多为薄膜状，这种形状的表面积较大，便于接收能量，从而获得较好的能量转换，得到LED灯、太阳能电池、光电探测器等。除了薄膜之外，纤维材料往往因为它们的柔软、细长、易操作等等有点，常用于构建不同的三维结构，也可通过打印、编织等手段将制备得到的纤维组装成薄膜。因此，相较于完整的薄膜，纤维材料在形状和内部结构上可以更加的灵活。与传统纤维制备手段相比，微流控技术能够改变通道的组成，同时控制多相流体，从而制备出不同形貌和结构的纤维材料，是目前获得不同材料、结构、形状纤维的新兴、高效、可控方法。尤其是在多核纤维的制备上，已经能够通过多入射通道的微流控芯片制备出具有多个核层的纤维材料。因此，利用微流控技术是连续制备包裹钙钛矿量子点的多核纤维的有力手段。基于此，本发明提出一种通过微流控技术制备包裹钙钛矿量子点的双核纤维的方法及装置。

发明内容

本发明的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种包裹钙钛矿量子点的双核纤维的制备方法，以解决传统钙钛矿量子点制备方法要求高、产物稳定性差、易氧化等问题以及获得的纤维材料结构较为简单的问题；

本发明的第二目的是提供一种包裹钙钛矿量子点的双核纤维；

本发明的第三目的是提供一种包裹钙钛矿量子点的双核纤维的制备装置。

本发明采用以下技术方案：

一种包裹钙钛矿量子点的双核纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1、搭建微流控装置

取若干根毛细管，制备形成两组毛细管阵列、两组反应管和一个分散管；将两组毛细管阵列分别连接两组反应管的一端，并嵌套在反应管内；两组反应管的另一端连接分散管的一端，并嵌套在分散管内；分散管的另一端嵌套在收集管内，收集管内加入收集液，微流控装置搭建完成；

S2、包裹钙钛矿量子点的双核纤维的制备