[发明专利]一种锰掺杂全无机铅氯钙钛矿纳米片的制备方法

说明书

本发明公开了一种锰掺杂全无机铅氯钙钛矿纳米片的制备方法，包括将碳酸铯加入1‑十八烯和油酸的混合溶液中制备油酸铯前驱体溶液；接着将金属氯化盐PbCl₂和MnCl₂，油酸，油胺，三辛基膦加入1‑十八烯溶液中，在真空下升温至100~120℃得到混合溶液；最后在真空或惰性气氛下，将混合溶液注入加热至100~120℃的油酸铯前驱体溶液，继续升温至180~240℃，并保持10~30min，冷却后离心清洗得到锰掺杂全无机铅氯钙钛矿纳米片。本发明合成方法操作简便，重复性高，合成出的锰掺杂纳米片荧光粉不但形貌大小均一，并且量子效率高，热稳定性好。

技术领域

本发明属于光电发光材料技术领域，更具体地，涉及一种锰掺杂全无机铅氯钙钛矿纳米片的制备方法。

背景技术

全无机含铅钙钛矿纳米晶由于具有高荧光量子点效率、高载流子迁移率等优异性质被广泛探索用于光电器件上。掺杂钙钛矿纳米晶可以获得新的发光窗口并且可以提高钙钛矿纳米晶的稳定性。其中锰掺杂全无机铅氯钙钛矿，使低量子效率的蓝光发射转化为高量子效率的橙光发射研究最为广泛。

目前锰掺杂钙钛矿纳米晶主要集中在尺寸为10nm左右的立方块形貌，其尺寸在全无机铅氯钙钛矿的波尔半径5nm之外，无量子尺寸效应。准二维钙钛矿纳米片由于一个维度在波尔半径之内，有很强的量子尺寸效应，因而意义更大。

但是目前锰掺杂在形貌厚度均一的纳米片中鲜有报道。

发明内容

本发明通过二次升温进行反应，在恰当的金属氯化物Pb/Mn比、反应温度、反应时间下进行反应，合成得到了高稳定性的锰掺杂钙钛矿纳米片，通过该方法制备的纳米片，不仅大小、尺寸、厚度都较为均一，而且有高的量子效率和很好的稳定性。

本发明的上述技术目的通过以下技术方案实现：

一种锰掺杂全无机铅氯钙钛矿纳米片的制备方法，包括如下步骤：

S1. 将碳酸铯加入1-十八烯和油酸的混合溶液中制备油酸铯前驱体溶液；

S2. 将金属氯化盐PbCl₂和MnCl₂，油酸，油胺，三辛基膦加入1-十八烯溶液中，在真空下升温至100~120℃得到混合溶液；

S3.在真空或惰性气氛下，将S2的混合溶液注入加热至100~120℃的S1中油酸铯前驱体溶液，继续升温至180~240℃，并保持10~30min，冷却后离心清洗得到锰掺杂全无机铅氯钙钛矿纳米片；

其中，步骤S3中，油酸铯前驱体溶液的温度需要加热到与S2的混合溶液温度匹配，例如，均是在100~120℃范围内，一方面是为了保证油酸铯成澄清的液态状；另一方面，反应温度与S2的混合溶液一致有利于反应的进行。

S1中，PbCl₂的摩尔浓度为6~10mmol/L；PbCl₂和MnCl₂的混合摩尔比为4:1~1:4；油酸，油胺，1-十八烯的混合摩尔比为（8~12）：（1~5）：（1~3）；

S2中，碳酸铯在混合溶液中的摩尔浓度为45~60 mmol/L；

S3中，S1混合溶液与S2的油酸铯前驱体溶液的混合体积比为（10~15）：1。

优选地，S3中继续升温至210~230℃，并保持10~15min。

优选地，PbCl₂和MnCl₂的混合摩尔比为2:3。

优选地，S1中在真空或惰性气氛下升温至100~130℃保持0.5~1.5h，然后再次升温至140~160℃保持3~5h后得到油酸铯前驱体溶液。