[发明专利]一种球磨制备掺杂双钙钛矿荧光粉的方法

说明书

本发明公开了一种球磨制备掺杂双钙钛矿荧光粉的方法，属于纳米发光材料领域。本发明通过特定用量比的铯盐、银盐、钠盐、铟盐、铋盐作为原料加入到球磨罐中，然后加入球磨球，并置于球磨机上配合特定的球磨时间进行球磨，获得掺杂双钙钛矿荧光粉。本发明方法简单高效、成本低廉、绿色环保；所得掺杂双钙钛矿荧光粉具有新型特异的立方晶相，产生优异的发光性能，可封装到紫外LED芯片上，制成暖白光LED器件。

技术领域

本发明涉及一种球磨制备掺杂双钙钛矿荧光粉的方法，属于纳米发光材料领域。

背景技术

卤化铅钙钛矿(CsPbX₃，X＝Cl、Br、I)因其具有吸收系数高、载流子迁移率高、带隙可调、易于溶解加工等优点成为研究热点之一。但另一方面，铅(Pb²⁺)的毒性以及这类钙钛矿对辐照、潮湿和热的不稳定性成为商业化的主要障碍。因此，无铅钙钛矿作为铅基钙钛矿的替代品，引起该领域广泛的关注。大多数工作都致力于探索Sn²⁺和Ge²⁺阳离子作为Pb²⁺的替代离子，然而，这些离子在空气环境下容易氧化成高价离子，因此也限制了其应用(S.Ghosh,B.Pradhan,ChemNanoMat 2019,5,300-312)。此外，还有用毒性相对较小的三价阳离子(如Bi³⁺，Sb³⁺)取代Pb²⁺，形成一个空位有序钙钛矿，分子式为A₃M₂X₉(A＝Cs；M＝Bi、Sb等元素；X＝Cl，Br，I)，但该结构比标准CsPbX₃钙钛矿对称性低，具有较低的金属卤化物八面体的维连通性，导致电子迁移率较低，因此不太适合于光电领域应用(Q.A.Akkerman,L.Manna,ACS Energy Lett.2020,5,604-610)。

近几年的研究发现，用一价阳离子和三价阳离子取代2个Pb²⁺阳离子，形成电荷有序的双钙钛矿是一种有效取代铅离子的方法，分子式为A₂B⁺B³⁺X₆(A＝Cs；X＝Cl，Br，I)(K.Dave,M.H.Fang,Z.Bao,H.T.Fu,R.S.Liu,Chem.Asian J.2020,15,242-252)。其中，双钙钛矿Cs₂AgInCl₆因其自陷激子发射导致的宽光谱发光、直接带隙特性、较长的载流子寿命而受到广泛关注，结构中可通过多样的掺杂元素优化发光性能的特点，引来了大量研究者的广泛研究(Angew.Chem.Int.Ed.2021,60,11592-11603)。

Cs₂AgInCl₆基双钙钛矿常用合成方法的主要有以下几种：热注入法，过饱和结晶法和溶剂热法。这些方法都属于液相化学合成法，反应过程耗时较长，操作复杂，不仅需要加入有机试剂，还需要配体辅助合成，环境友好性差。液相法合成过程中，很难找到可以形成前驱体均相溶液的溶剂，特别是其中的AgCl难以溶解，因此难以获得目标元素比例的产物，产物还会残留前驱体杂质，不易获得单相，使产物的发光性能下降。液相法产物的结晶过程控制条件严格，产物的晶粒大小容易受到影响，而晶粒大小是影响产物发光性能的重要因素。整体来说，液相法对原料利用率和可重复性较差，产物结晶情况控制条件严格。

发明内容

技术问题：