[发明专利]湿化学法构建可控纳米晶玻璃陶瓷的制备方法

权利要求书

1.湿化学法构建可控纳米晶玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)合成不同尺寸的纳米晶：采用硬脂酸类或油酸类作为纳米晶先驱体，采用热注入法得到不同尺寸分布且分散性较好的纳米晶；

(2)合成玻璃基体：采用溶胶-凝胶法合成钠硼硅基玻璃溶胶或二氧化硅溶胶作为玻璃基体；

(3)键合形成纳米晶玻璃陶瓷：将步骤(1)所得的纳米晶和步骤(2)所得的钠硼硅玻璃溶胶或二氧化硅溶胶融合并装入容器中，放置在干燥的阴暗处至少七天，使其形成湿凝胶，然后将湿凝胶放入真空烘箱内干燥，得到块状的干凝胶，并将干凝胶放在气氛烧结炉中，在25～450℃之间通入氧气气氛，在450±20℃下通入氢气并保温时间9-11个小时，然后在450℃～600℃通入H₂或H₂S或O₂，即形成均一，透明的纳米晶玻璃陶瓷。

2.根据权利要求1所述的湿化学法构建可控纳米晶玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中纳米晶掺杂到玻璃基体中所占比重为1％～1.5％。

3.根据权利要求1或2所述的湿化学法构建可控纳米晶玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中干凝胶烧结得到纳米晶玻璃陶瓷为氧化产物，则450℃～600℃通入O₂，得到纳米晶玻璃陶瓷为还原产物，则450℃～600℃通入H₂，得到纳米晶玻璃陶瓷为硫化产物，则450℃～600℃通入H₂S。

4.根据权利要求2所述的湿化学法构建可控纳米晶玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于：所述纳米晶采用CsPbX₃，X为卤族元素，所述玻璃基体采用钠硼硅基玻璃溶胶，合成CsPbX₃纳米晶玻璃陶瓷包括以下步骤：

(1)不同尺寸的CsPbX₃纳米粒子的合成

①油酸铯的合成：CsCO₃加入十八烯(ODE)和油酸(OA)，在110～130℃下干燥1～1.2h，然后在N₂氛围下加热到150～160℃，直达CsCO₃与OA反应完全；

②CsPbX₃的合成：将ODE和PbX₂在110～130℃的真空下干燥1～1.2h，在N₂氛围下加入干燥的油酸(OA)和油胺(OLA)，待到PbX₂溶解后，升温至140℃-200℃，改变合成的CsPbX₃纳米粒子的尺寸，然后将①中合成的的油酸铯快速注入，5s左右后放入冰水浴中反应；

③将②中合成的CsPbX₃离心，将离心后的颗粒分散到甲苯或正己烷中，存储，备用；

(2)玻璃基体的合成

①在强力搅拌下，将正硅酸乙酯(TEOS)逐滴滴入由无水乙醇(EtOH)、去离子水(H₂O)和2M硝酸(HNO₃)组成的混合溶液进行快速搅拌，充分水解，溶液呈现无色透明无絮状沉淀；

②将H₃BO₃溶解在乙二醇甲醚中加热形成含B的澄清的前驱体溶液；Na与无水乙醇反应生成含Na离子的前驱体溶液——乙醇钠；

③将步骤②中含B和Na离子的前驱体溶液按顺序分别慢慢滴入已充分水解的步骤①中的混合溶液中并剧烈搅拌，连续不断搅拌即可获得钠硼硅玻璃溶胶；

(3)纳米晶与玻璃基体的键合

将(1)中存储备用的不同尺寸的纳米粒子与(2)中合成的玻璃基体融合后，放在干燥的阴暗处至少七天，使其形成湿凝胶，把此湿凝胶放入真空烘箱内干燥，得到块状的干凝胶，然后将干凝胶放在气氛烧结炉中，在25～450℃之间通氧气气氛，在450℃下通入氢气并保温10个小时，然后在450℃～600℃继续通入H₂，形成均一，透明的CsPbX₃纳米晶玻璃陶瓷。

5.根据权利要求4所述的湿化学法构建可控纳米晶玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于：所述钠硼硅基玻璃溶胶的各组分摩尔比例的组成为：R(Na₂O/SiO₂)＝0.1±0.01，R(B₂O₃/SiO₂)＝0.3±0.04。