[发明专利]一种铟掺杂双钙钛矿Cs2AgBiCl6纳米晶体的制备方法

说明书

本发明的一种铟掺杂双钙钛矿Cs₂AgBiCl₆纳米晶体的制备方法，属于双钙钛矿纳米材料制备技术领域。具体步骤包括准备及预处理、高温反应、离心萃取和冷冻干燥。本发明采用热注入法，在高温下合成产物，有效改善了样品形貌，样品相纯度很高，结晶性好，粒径分布均匀，且制备过程简单，安全性高。

技术领域

本发明属于双钙钛矿纳米材料制备技术领域，特别是涉及一种热注入法改善Cs₂AgBiCl₆双钙钛矿纳米晶成品形貌的制备方法。

背景技术

直接带隙无机钙钛矿纳米晶体具有高吸收效率和光致发光量子产率，它的这种高性能主要与它自身独特的3D钙钛矿结构和直接带隙相关，在作为发光显像材料、荧光标记材料等方面具有广阔的应用前景，它们的合成方法一直是人们关注的热点，2018年11月19号，大连化学研究所第一次利用液相法合成了Cs₂AgIn_0.9Bi_0.1Cl₆直接带隙钙钛矿纳米晶，相对于Cs₂AgBiCl₆间接带隙钙钛矿纳米材料，它展现出更大的吸收面积，更低的陷阱态密度，更高的光致发光量子产率。Cs₂AgIn_0.9Bi_0.1Cl₆的光致发光量子产率高达36.6％。然而若以通常的常温液相法合成该晶体，得到的形貌较差，不利于人们对该材料结构及发光机理进行更深入探索，北京市新能源材料技术实验室刘英等人提出了一种热注入法是改善形貌的有效手段，但是其反应物中涉及的危险化学品如浓盐酸增加了该方法的危险性，限制了此方法的推广。因此需要发展更加安全和简便的方法制备具有良好形貌和发光性能的含铟的Cs₂AgBiCl₆双钙钛矿纳米晶体。

发明内容

本发明要解决的技术难题是：现有的掺杂铟的Cs₂AgBiCl₆双钙钛矿纳米晶体合成技术中液相合成法得到的产物形貌较差，需要用一种新的相对易行可靠的方法来合成具有更好形貌的该材料。

本发明以醋酸铋、醋酸银、醋酸铯、醋酸铟、三甲基氯硅烷为原料，油酸、油胺为配体，十八烯为溶剂，采用油相热注入法合成了不同含铟比例的Cs₂AgBiCl₆双钙钛矿纳米晶体。具体的技术方案如下：

一种铟掺杂双钙钛矿Cs₂AgBiCl₆纳米晶体的制备方法，有以下步骤：

(1)准备及预处理：以摩尔比0.71:0.5:0.5-x:x:1.87:8.85:2.7的醋酸铯、醋酸银、醋酸铋、醋酸铟、油酸、油胺、三甲基氯硅烷为原料，x＝0.125～0.45，其中油胺油酸为配体；将醋酸铯、醋酸银、醋酸铋、醋酸铟、油胺、油酸放入三颈瓶中，加入溶剂十八烯，瓶中插入热电偶以监测温度，通入十分钟氮气以去除瓶内原有空气；

(2)高温反应：在氮气保护下，搅拌并加热至110℃后维持，加热45分钟后继续升温至180℃，达到180℃后注入三甲基氯硅烷，反应30s后在冰水中冷却至常温，全程维持隔绝氧气状态；

(3)离心萃取：将反应后的混合物取出，以8000rpm转速离心15min，除去棕色上清液，再将离心沉淀物用己烷溶解，以5000rpm转速离心10min；

(4)冷冻干燥：将得到沉淀物放入冷冻干燥机干燥24小时以上后得到最终成品。

在步骤(1)中，x优选0.375。

的步骤(2)中，所述的注入三甲基氯硅烷优选注入过量的三甲基氯硅烷，所述的过量是指在按化学计量比对应量的基础上增加0.2至0.3mL。

有益效果：