[发明专利]一种无铅铋基钙钛矿@SiO2

说明书

本发明公开了一种无铅铋基钙钛矿@SiO₂核壳材料及其制备方法，所述无铅铋基钙钛矿的化学式是Rb₇Bi₃Cl₁₆@SiO₂，制备方法包括：将Rb₇Bi₃Cl₁₆纳米材料溶解在极性溶剂中，并超声分散得到Rb₇Bi₃Cl₁₆纳米材料溶液；将硅烷溶解在溶剂中，搅拌混合得到硅烷溶液；将所得Rb₇Bi₃Cl₁₆纳米材料溶液与硅烷溶液进行混合搅拌，恒温条件下反应，反应结束后固液分离收集固体相，并使用甲苯、乙醇、去离子水依次分别洗涤，最后干燥研磨即得无铅铋基钙钛矿Rb₇Bi₃Cl₁₆@SiO₂核壳纳米材料。本发明其制备方法简易、条件温和，所制备得到的产物结构独特、荧光性能良好。

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，尤其是涉及一种无铅铋基钙钛矿@SiO₂核壳材料及其制备方法与应用。

背景技术

近年来钙钛矿纳米晶因其量子产率高、能带可调、色纯度高、制备简便及成本低等优点，成为光电材料的新宠，在显示、医学等领域具有广阔的应用前景。然而，此类材料所中含有毒性的铅，且此类材料暴露在空气中时，易受到光、热、氧气、水分等因素的影响而发生降解，导致荧光淬灭，限制了该类材料的长期稳定性以及生物相容性，阻碍着该类材料的实际应用和拓展。开发具有其他结构类型且具有抗水、抗氧性能无铅钙钛矿材料，是目前的重要挑战。根据前期研究结果，具有不同比例碱金属的无铅钙钛矿材料，可能具有优异的发光性能。在之前研究工作中，我们利用长链的有机胺和有机羧酸作为表面活性剂，极性溶剂作为溶剂，弱极性溶剂作为分散剂，合成出一种新型的铷铋氯钙钛矿纳米晶Rb₇Bi₃Cl₁₆。其制备方法简易，结构独特，荧光性能良好，稳定性大大提高。通过计算得出的量子产率约为28.43％，是一种具有应用价值的新型光电纳米晶材料。但所制备的纳米晶Rb₇Bi₃Cl₁₆只能分散在乙醇等有机溶剂中，为了提高该材料再生物领域的应用，需要将制备的纳米晶进行表面修饰，得到生物相容性的性能优异的发光材料。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，本发明提供了一种无铅铋基钙钛矿@SiO₂核壳材料及其制备方法与应用。本发明其制备方法简易、条件温和，所制备得到的产物结构独特、荧光性能良好。

本发明的技术方案如下：

一种无铅铋基钙钛矿@SiO₂的核壳材料，所述无铅铋基钙钛矿的化学式是Rb₇Bi₃Cl₁₆@SiO₂，纳米材料平均粒径为3.09±0.8nm，呈球状纳米颗粒，所述材料的核壳分别为无铅铋基钙钛矿与SiO₂。

所述无铅铋基钙钛矿@SiO₂核壳材料的制备方法的具体步骤如下：

(1)将Rb₇Bi₃Cl₁₆纳米材料溶解在极性溶剂中，并超声分散10-60min得到Rb₇Bi₃Cl₁₆纳米材料溶液；

(2)将硅烷溶解在溶剂中，搅拌混合得到硅烷溶液；