[发明专利]一种荧光铅碘化物、其制备方法及作为荧光材料的应用

说明书

本发明公开了一种荧光铅碘化物，该杂化铅碘化物的化学式为MHmta [PbI₃]，其中MHmta为甲基化的六亚甲基四胺。该无机‑有机杂化铅碘化物是由PbI₆八面体单元之间共面连接形成一维无限链阴离子骨架和MHmta⁺平衡阳离子组成，阴离子骨架与阳离子通过静电作用形成三维超分子。本发明经试验发现：该化合物具有良好的荧光性质，是性能稳定的荧光材料，变温荧光测试显示，化合物在140‑320K范围内对温度呈现很好的线性关系，可用作强度型的荧光温度计。

技术领域

本发明属于无机固体发光材料技术领域，具体涉及一种新型无机/有机杂化的荧光铅碘化物、其制备方法及作为荧光材料的应用。

背景技术

无机-有机杂化材料由无机结构单元和有机组分构成，可以兼具无机单元的功能性和有机分子的可设计性实现材料的结构、性质、功能的调控和优化。新型无机-有机杂化材料由于在发光，太阳能电池，半导体等研究领域有着潜在的应用价值，受到人们的广泛关注。例如钙钛矿基的太阳能能电池，它们具有高吸收系数、高载流子的可动性、长载流子扩散长度和低复合损耗等特征，使其能量转换效率高于22% ，这成为了太阳能电池研究领域新的突破，并且对于今后的实际应用奠定了理论基础。[L . Mao, W . Ke, L. Pedesseau,Y . Wu, C. Katan, J. Even, M. R. Wasielewski, C . C . Stoumpos, M . G .Kanatzidis , J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3775−3783； I .Spanopoulos, W. Ke, C. C . Stoumpos, E. C. Schueller, O. Y. Kontsevoi, R. Seshadri, M. G.Kanatzidis , J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 5728−5742； Sengupta, A.; Jiang, B.;Mandal, K. C.; Zhang, J. Z,J. Phys. Chem. B1999, 103, 3128–3137.；Makino, T.;Watanabe, M.; Hayashi, T.; Ashida, M., Phys.Rev. B 1998, 57, 3714–3717.]。铅离子的半径为IVA族中最大的，其配位数有4和6，碘离子有两种配位模式：直线型和四面体构型。因此铅离子与碘配位能形成多种类型的多面体。碘铅配位多面体的构型有：三角锥，三角双锥或四角锥，八面体等。并且多面体的连接方式也很丰富，有共顶点，共边，共面三种主要连接方式。正是这些独特的结构使得这些化合物具有突出的荧光性能，是性能优异的荧光材料。该类化合物的特征性质不仅涉及重大科研成果的研发，而且在日常生活的照明，装饰，和生产应用的光学器件也具有巨大的应用前景。[L. Fan, L. Wu, L. Chen, Inorg. Chem. 2006, 45 , 3149 – 3151；K. Binnemans Chem. Rev. 2009, 109, 4283–4374 ；X.Liu, S. Ha, Q. Zhang, M. Mata, C. Magen, J. Arbiol, T. Sum, Q. Xiong, ACS Nano.2015,9,687-695; G. Popov, M. Mattinen, M. L. Kemell, M. Ritala, M.Leskela, ACS Omega .2016, 1, 1296−1306; Zh. Zhang, Sh. Xiang, G.Guo, G. Xu,M.Wang, J.Zou, Sh. Guo, J. Huang, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4149–4152]。