[发明专利]Cs4

说明书

该发明专利的名称为：Cs₄PbBr₆及其类似物纳米晶和制备方法。所属技术领域为：荧光纳米材料与合成方法。具体地说，用CsBr和PbBr₂为原料(摩尔比4∶1)，用挥发性有机溶剂为助剂，室温固相研磨(或球磨)获得Cs₄PbBr₆绿色荧光纳米晶。然后调节CsBr和PbBr₂摩尔比，按同样方法合成出Cs₄PbBr₆的缺铅类似物Cs₄Pb_xBr_4+2x(x＝1/2，1/4，1/8，1/16，1/32)，发现x＝1/2，1/4的样品的荧光强度远超过Cs₄PbBr₆本身。以CsBr和PbBr₂摩尔比4∶1/4为基础，添加KBr，按同样方法合成Cs₄K_yPb_0.25Br_4.5+y(y＝1/2，1/4，1/8，1/16)等类似物，发现y＝1/2，1/4，1/8的产品荧光强度高于Cs₄Pb_0.25Br_4.5。这些纳米晶为20‑50nm形状不规则的颗粒，发光强度高(510‑525nm)，稳定性好，具有很好的应用前景。这种制备方法容易工业化。本发明公开了这些材料及其制法。

技术领域

本发明涉及Cs₄PbBr₆及其类似物纳米晶和制备方法。具体地说，是用溶剂辅助固相研磨法室温合成Cs₄PbBr₆及其缺铅类似物和缺铅掺钾类似物的纳米晶。

背景技术

全无机发光钙钛矿材料以其优越的发光性能以及在显示、照明、发光二极管、光电探测器、激光、防伪码等方面的潜在应用成为一个活跃的研究领域。作为CsPbBr₃量子点的一种有前途的替代品，Cs₄PbBr₆钙钛矿固体具有较强的绿色发射，由于其在环境条件下的稳定性而引起了人们的广泛关注。基于其稳定性，Cs₄PbBr₆被用作基底增强CsPbBr₃量子点稳定性。到目前为止，有几个研究组报道了具有绿色发光的Cs₄PbBr₆钙钛矿材料[参见：(a)D.Chen，Z.Wan， X.Chen，Y.Yuan，J.Zhong，J.Phys.Chem.C 2016，4，10646-10653；(b)Y.Zhang，L.Sinatra，E. Alarousu，J.Yin，A.M.EI-Zohry，O.M.Bakr，O.F.Mohammed，J.Phys.Chem.C 2018，122， 6493-6498.]。研究表明，这些Cs₄PbBr₆钙钛矿材料的绿色发光与粒径和形貌无关[参见：(a) S.Seth，A.Samanta，J.Phys.Chem.Lett.2018，9，176-183；(b)J.Bao，V.G.HadjieV，Nano-Micro Lett.2019，11，26]。重要的是，Cs₄PbBr₆与CsPbBr₃相比是一种低铅材料，因而使用更安全，在制造光电器件方面，其性能与富铅CsPbBr₃量子点相当，因此，引起了人们对Cs₄PbBr₆合成的极大兴趣。从目前报道的结果来看，绝大部分为溶液化学法，仅有一篇两步固态球磨法合成 Cs₄PbBr₆纳米晶的报道(N.Riesen，M.Lockrey，K.Badek，H.Riesen，Nanoscale，2019，11，3925)，在实验过程中并无研磨助剂。在这儿改进了实验方法使用室温一步法研磨，同时使用挥发性的有机溶剂做研磨助剂发现荧光增强，降低PbBr₂使用量，以及掺杂钾离子形成类似物，使荧光增强。这种方法改善了研磨过程中颗粒的流动性，增强了荧光性能，而且能大量制备，适宜产业化。

发明内容