[发明专利]铅卤钙钛矿量子点材料的阳离子交换的实现方法

说明书

本发明提供了一种铅卤钙钛矿量子点材料的阳离子交换的实现方法。该方法包括：在反应瓶A中加入Cs₂CO₃、十八烯和油酸、通氩气并搅拌；在反应瓶B中加入PbCl₂、十八烯、通氩气并搅拌；在反应瓶C中加入MnCl₂、十八烯、通氩气并搅拌；将反应瓶A、反应瓶B和反应瓶C升温，在反应瓶B、反应瓶C中都加入油酸和油胺，继续升温反应瓶B、反应瓶C；将反应瓶A中溶液加入到反应瓶B溶液中，反应瓶B反应指定时间后，生成CsPbCl₃钙钛矿量子点材料溶液；将反应瓶C中溶液加入反应瓶B中，反应瓶B发生阳离子交换反应，生成Cs(Pb_1‑xMn_x)Cl₃。本发明可以在不破坏铅卤钙钛矿量子点材料形貌的前提下，调控铅卤钙钛矿量子点材料中铅元素的比例，解决铅卤钙钛矿量子点材料的铅毒性问题。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种铅卤钙钛矿量子点材料的阳离子交换的实现方法。

背景技术

铅卤钙钛矿由于其优异的光电特性，在光伏、光电领域广泛的开展了应用研究，取得了突破性的研究成果。铅卤钙钛矿材料中的铅元素为重金属，具有毒性，严重制约着其在应用领域的发展。因此无铅钙钛矿材料的研究成为了研究热点，但是目前无铅钙钛矿材料的稳定性极差难以实现应用。

铅卤钙钛矿纳米材料的制备方法通常采用溶剂热合成法，通过热注入溶剂反应法制备了CsPbCl₃和CsMnCl₃量子点。

通过铅卤钙钛矿材料的铅离子交换的方法，可以实现铅卤钙钛矿材料中铅含量的可控以及铅卤钙钛矿的后续毒性处理问题，具有重要的意义。目前，还没有一种有效的铅卤钙钛矿材料的铅离子交换的实现方法。

发明内容

本发明的实施例提供了一种铅卤钙钛矿量子点材料的阳离子交换的实现方法，以实现解决铅卤钙钛矿量子点材料的铅毒性问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种铅卤钙钛矿量子点材料的阳离子交换的实现方法，包括：

将Cs₂CO₃加到反应瓶A中，在反应瓶A中加入十八烯和油酸，往所述三口瓶A中通氩气，搅拌所述反应瓶A；

将PbCl₂加到反应瓶B中，在反应瓶B中加入十八烯，往所述反应瓶B中通氩气，搅拌所述反应瓶B；将MnCl₂加到反应瓶C中，在反应瓶C中加入十八烯，往所述反应瓶C中通氩气，搅拌所述反应瓶C；

将反应瓶A、反应瓶B和反应瓶C升温至110-130℃，待温度稳定后，保持反应瓶A、B、C的温度指定时间，反应瓶B、反应瓶C保温结束后，在反应瓶B、反应瓶C中都加入油酸和油胺，继续升温反应瓶B、反应瓶C至140-160℃，保持反应瓶B、C的温度指定时间；

反应瓶A、反应瓶B保温结束后，将反应瓶A中溶液加入到反应瓶B溶液中，所述反应瓶B的温度为140-160℃，所述反应瓶B反应指定时间后，生成CsPbCl₃钙钛矿量子点材料溶液；

将反应瓶C中溶解的MnCl₂前驱体加入反应瓶B中生成的CsPbCl₃钙钛矿量子点材料溶液中，所述反应瓶B在指定温度下发生阳离子交换反应，生成Cs(Pb_1-xMn_x)Cl₃；

所述反应瓶B中阳离子交换反应结束后，对所述反应瓶B进行冰浴、冷冻和干燥处理，得到阳离子交换后的铅卤钙钛矿量子点材料粉体。