[发明专利]一种有机-无机杂化卤化物微纳米管的制备方法

说明书

本发明的一种有机‑无机杂化卤化物微纳米管的制备方法属于半导体微纳米管材料制备技术领域。将4‑氨基吡啶，无水乙酸锌，十八稀，油酸，油胺装入三颈瓶中进行磁力搅拌，在氮气的保护下升温至110℃，保持1小时，随后自然降至80～60℃，保持30分钟，注入三甲基溴硅烷，溶液转变为白色浊液，得到(C₅H₇N₂)₂ZnBr₄微纳米管。本发明可以通过改变油酸和油胺体积比或反应温度，实现(C₅H₇N₂)₂ZnBr₄微纳米管尺寸和形貌的控制。首次实现了在有机无机杂化卤化物中微纳米管的合成，填补了此类卤化物合成技术的空缺，为其在发光材料领域的研究提供了条件。

技术领域

本发明属于半导体微纳米管材料制备技术领域，特别涉及一种制备高纯度微纳米管及形貌调控的方法。

背景技术

美国能源信息署报告称，2017年美国消耗的所有能源中有21％用于照明。利用发光二极管(LED)替代白炽灯泡，预计到2030年，可以降低40％的功耗。为了实现这一目标，科学家们致力于开发可产生微调白光(WL)的全新材料技术。白光(WLED)的开发是实施固态照明(SSL)技术的关键步骤，有望解决传统白炽灯和荧光灯光源的低效率问题。为了产生白光(WL)，一般采用的技术是在LED上涂覆荧光粉或多个颜色的LED混合在一起。然而，这些技术有很多缺点，包括较差的颜色再现性，低效率以及在白光谱中的不连续性，单组分荧光的固态照明体可以很好地解决这些问题，因此越来越受到科研者的青睐。于此，有机-无机杂化材料因其结构多样性和出色的光电性能而备受关注，这使其成为非常有前途的LED候选材料。2014年，在(110)晶向的二维(2D)杂化卤代钙钛矿(N-MEDA)PbX₄(N-MEDA＝N¹-甲基乙醇-1,2-二胺)中首次报道了宽谱白光(WL)的产生。2015年，又报道了(100)取向2D HOI钙钛矿(C₆H₁₁NH₃)₂PbBr₄能够产生宽谱白光。但是，这些二维钙钛矿材料能够产生白光的量子产率仅达到9％，低维材料有着更强的限域效应，有望提高材料的荧光量子产率。然而，对于有机无机杂化卤化物纳米材料的合成非常罕见。

(C₅H₇N₂)₂ZnBr₄是一种有机无机杂化卤化物材料，因其独特的孤立ZnBr₄四面体的零维结构特点以及较强的冷白光性质，受到人们的广泛关注。(C₅H₇N₂)₂ZnBr₄卤化物材料在照明材料，光探测器和光学数据存储等方面都有着潜在的应用。在实际应用过程中，不同形貌和尺寸大小对于(C₅H₇N₂)₂ZnBr₄卤化物材料的带隙大小有着重要的影响，通过带隙的调控，可以有效的实现(C₅H₇N₂)₂ZnBr₄卤化物材料白光性能的调控。之前所报道的合成方法主要是通过4-氨基吡啶，溴化锌以及有毒的氢溴酸在常温下混合反应制得。然而这种方法所制备的材料，尺寸大小和形貌均不可控。热注射法是一种常规的制备纳米材料的方法。近年来，不同形貌和尺寸的无机钙钛矿微纳米材料已经通过热注射法制备出来。目前，利用热注射法对于(C₅H₇N₂)₂ZnBr₄这一类的零维有机无机杂化卤化物的可控形貌微纳米管的合成尚未报道。

发明内容