[发明专利]一种高性能稳定的钙钛矿/聚合物纳米球的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种高性能稳定的钙钛矿/聚合物纳米球的制备方法及其应用，属于材料制备技术领域。本发明主要通过简单、快速、抗溶剂法实现了原位MAPbBr₃纳米晶/聚合物偏二氟乙烯(PVDF)的合成，得到的MAPbBr₃/PVDF纳米球复合物具有优异的稳定性和高效的性能。此复合物不仅展示了强的抗水能力，而且还有着较好的生物相容性，在细胞成像上有着显著的应用成效。本发明不仅简化了钙钛矿纳米晶与PVDF聚合物复合过程，而且所形成的复合物具备了与PVDF相似的优异性质，极大提升了钙钛矿在细胞成像应用上的效果。

技术领域

本发明涉及一种高性能稳定的钙钛矿/聚合物纳米球的制备方法及其应用，属于材料制备技术领域。

背景技术

近几年，金属有机卤化物钙钛矿MAPbX₃(X＝Cl,Br,I)由于其具有优异的光电性能，在很多领域中有着广泛的应用。研究发现MAPbBr₃钙钛矿由于其高色纯度、可调控带隙、半峰宽窄等特点，并且具有高吸收系数以及大的载流子迁移率在太阳能电池、发光二极管以及光、电催化等领域有着巨大的应用前景。然而，由于钙钛矿材料对水、氧和温度的敏感程度是无法忽视的，钙钛矿材料的不稳定性一定程度上制约着它们在实际生产中的应用。因此提升钙钛矿纳米晶材料的稳定性成为目前研究的重要方向。

近年来，针对钙钛矿纳米晶的稳定性问题，许许多多研究人员经过不断地摸索和尝试，提出了一些解决方案，如表/界面工程(配体的修饰)、离子的掺杂与调制以及聚合物的封装等。在这些提高稳定性方案中，聚合物封装钙钛矿纳米晶这种方法是被认为提升其稳定性最有效的方式，已经在细胞成像上展现了应用潜力。然而，关于金属有机卤化物钙钛矿应用在细胞成像上，只有少量的报导。而且，大多都是聚苯乙烯封装的钙钛矿，它们的合成机制相对复杂，有时所合成的微球尺寸往往较大，这些不利因素一定程度上限制了成像效果。因此，简化合成方法，提高合成效率以及获得优异生物相容的钙钛矿纳米晶去实现高质量的细胞成像，仍然是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种高性能稳定的钙钛矿/聚合物纳米球的制备方法及其应用，通过聚合物PVDF对MAPbBr₃纳米晶的封装实现了一种高性能稳定的钙钛矿/聚合物纳米球的合成。所述的高性能稳定的钙钛矿/聚合物纳米球的制备步骤如下：

(1)将24.2mg的PbBr₂和36.7mg的MABr混合，然后加入5mL N,N-二甲基甲酰胺，搅拌溶解，得到混合溶液；

(2)将0.492g聚合物PVDF加入步骤(1)中的混合溶液，经过搅拌，超声处理使PVDF全部溶解，得到钙钛矿的前驱体；

(3)将步骤(2)中的前驱体滴入均匀搅拌的乙醚中，得到绿色的溶液，通过离心得到固体；

(4)将离心后的固体收集、保存，即MAPbBr₃/PVDF纳米球复合材料。

本发明的有益效果在于：本发明通过抗溶剂沉淀一步原位制备MAPbBr₃/PVDF纳米球复合材料。该材料不仅保留了较好的光学性质，而且在水溶液环境中和光照条件下表现出极好的稳定性。此外，MAPbBr₃/PVDF纳米球复合材料还展现出较好的生物相容性。由于这些优异的性质，MAPbBr₃/PVDF纳米球复合材料被成功地应用在细胞成像上。

附图说明

图1是本发明制备的MAPbBr₃/PVDF纳米球复合材料的扫描电子显微镜(SEM)图；

图2是MAPbBr₃/PVDF纳米球复合材料的光致发光图和紫外-可见吸收光谱；