[发明专利]基于四甲基胍阳离子的有机-无机杂化材料、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及基于四甲基胍阳离子的有机‑无机杂化材料、制备方法及其应用，属于有机‑无机杂化材料技术领域。所述材料的化学式为C₅H₁₄N₃PbX₃，X为Cl、Br或I，所述材料为一维单晶结构。本发明所述基于四甲基胍阳离子的有机‑无机卤化铅杂化物材料具有稳定性好、发光性能优良、载流子寿命短的优势，作为荧光粉使用具有很良好的应用前景。所述方法合成工艺简单、高效、重复性强。

技术领域

本发明涉及基于四甲基胍阳离子的有机-无机杂化材料、制备方法及其应用，属于有机-无机杂化材料技术领域。

背景技术

我国是能源消耗大国，目前照明消耗约占整个电力消耗的20％以上。近年来，发光二极管(LED)技术的普及对节能减排大有裨益，已发展为第四代人工照明光源。相较于以往的人工照明技术，LED具有能耗量低、光电转化率高、安全可靠耐用、绿色环保等显著优势。目前市面上大多利用转光法得到白光LED，具体分为：1)蓝光LED芯片+黄绿荧光粉；2)紫外光LED芯片+三基色荧光粉，其基本原理为荧光粉在高能量蓝紫波段光激发下发出多色光，然后复合成白光。由此可知，荧光粉的性能直接决定了白光LED的质量。

实际上，对于固态照明应用而言，开发在紫外光激发下能发射跨越整个可见光谱的白光荧光粉非常重要，这不仅简化了器件结构，更避免了混合荧光粉中出现的自吸收和颜色不稳定性等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于四甲基胍阳离子的有机-无机杂化材料、制备方法及其应用，所述材料在紫外光激发下产生宽峰发射，光谱稳定性高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

基于四甲基胍阳离子的有机-无机杂化材料，所述材料的化学式为C₅H₁₄N₃PbX₃，X为Cl、Br或I，所述材料为一维单晶结构，其晶胞参数如表1所示。

本发明所述基于四甲基胍阳离子的有机-无机杂化材料的制备方法，所述方法步骤如下：

(1)在空气条件下，将四甲基胍与氢卤酸混合后于室温条件下反应0.5～1h，得到四甲基胍基卤化铵水溶液；

(2)采用旋转蒸发仪在50～90℃真空条件下旋蒸除去四甲基胍基卤化铵水溶液中的水，得到四甲基胍基卤化铵晶体粗品；

(3)在空气条件下，先将卤化铅溶解于盛有溶剂Ⅰ的容器Ⅰ中，待卤化铅全部溶解后加入四甲基胍基卤化铵晶体粗品，继续在常温下搅拌至溶解，得到混合溶液；用多孔薄膜密封所述容器，以减缓溶剂的蒸发速率，然后置于70～100℃下恒温加热3天以上至晶体析出完全，洗涤所述晶体后，得到基于四甲基胍阳离子的有机-无机杂化材料；

其中，当所述氢卤酸为氢氯酸时，所述卤化铅为氯化铅；当所述氢卤酸为氢溴酸时，所述卤化铅为溴化铅；当所述氢卤酸为氢碘酸时，所述卤化铅为碘化铅。

优选的，所述四甲基胍与氢卤酸中卤化氢的摩尔比为1：0.8～1.2；卤化铅与四甲基胍基卤化铵摩尔数比为1：0.8～1.2。

优选的，所述卤化铅在溶剂中的浓度为0.1mmol/L～0.2mmol/L；更优选的，所述卤化铅在溶剂Ⅰ中的浓度为0.14mmol/L～0.16mmol/L。

优选的，所述溶剂Ⅰ为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)和异丙醇(IPA)中的一种以上。

优选的，洗涤所述晶体时采用丙酮或乙醚。

本发明所述基于四甲基胍阳离子的有机-无机杂化材料的制备方法，当所述材料为C₅H₁₄N₃PbBr₃，所述方法步骤如下：