[发明专利]一种稀土金属有机框架包覆钙钛矿量子点复合发光材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种稀土金属有机框架包覆钙钛矿量子点复合发光材料及其制备方法，所述制备方法包括将钙钛矿量子点溶液与稀土金属离子溶液和均苯三甲酸混合进行反应的步骤；其中，所述均苯三甲酸与稀土金属离子的摩尔比为(0.1‑3):1。本发明可以实现在室温、没有任何惰性气体保护的情况下，在溶液体系中简单高效地制备出稀土金属有机框架包覆钙钛矿量子点复合发光材料，通过调整钙钛矿量子点成分和调整稀土元素可以获得覆盖可见光范围内和近红外区的复合发光材料，极大地扩展其光学领域的应用；而且稀土金属有机框架的包覆可以极大地提高钙钛矿量子点的稳定性。

技术领域

本发明涉及发光材料领域，尤其涉及一种稀土金属有机框架包覆钙钛矿量子点复合发光材料及其制备方法。

背景技术

全无机钙钛矿量子点CsPbX₃(X＝Cl，Br，I)具有高量子产率，发光可调，窄的发射光谱和广泛的色域等优点，在光电子器件方面展现出了巨大的潜力。

然而，钙钛矿量子点由于其离子特性，在环境条件下化学稳定性差，对湿度、光照和温度非常敏感。此外，内部键合的高度离子化导致其极易发生离子交换反应。因此，如何在尽可能不影响其发光性能的前提下解决钙钛矿量子点的稳定性，成为本领域急需解决的难题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种稀土金属有机框架(RE-MOF)包覆钙钛矿量子点复合发光材料及其制备方法，解决钙钛矿量子点稳定性差的问题，同时实现可应用于不同领域的复合发光材料。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种稀土金属有机框架包覆钙钛矿量子点复合发光材料的制备方法，包括将钙钛矿量子点溶液与稀土金属离子溶液和均苯三甲酸混合进行反应的步骤；其中，所述均苯三甲酸与稀土金属离子的摩尔比为(0.1-3):1。

优选地，所述均苯三甲酸与稀土金属离子的摩尔比为1:1。

为提高钙钛矿量子点的稳定性，现有技术中有采用包埋材料直接与钙钛矿量子点混合以实现包埋的方法，但是该方法下很难实现量子点的完全包埋。本发明研究发现，采用稀土金属有机框架(RE-MOF)包覆钙钛矿量子点，其中并非将RE-MOF直接与钙钛矿量子点混合，而是将钙钛矿量子点溶液与稀土金属离子溶液和有机配体混合进行反应，可以提高钙钛矿量子点的稳定性，而且通过不同稀土离子金属有机框架材料和不同钙钛矿量子点的复合还可以实现各种光谱的组合，各种各样的新型RE-MOF包覆钙钛矿量子点复合发光材料应运而生，其应用领域也不断扩展。

进一步地，所述反应在能够溶解均苯三甲酸的有机溶剂中进行，所述有机溶剂包括乙醚、甲醚、丁醚、丙醚等，优选为乙醚。

本发明研究发现，选择乙醚作为反应体系溶剂，可以控制稀土金属有机框架的生长速度在合适范围内，从而使稀土金属有机框架更好的包覆在钙钛矿量子点外面，并且乙醚的低极性可以使钙钛矿量子点稳定地分散在溶液里参与反应，减少不必要的损失。

进一步地，所述有机溶剂与所述钙钛矿量子点溶液的体积比为(10-40)：1。

进一步地，所述稀土金属离子溶液由稀土金属化合物分散在溶剂中获得，所述溶剂包括四氢呋喃、水、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等能溶解稀土金属化合物的溶剂中的一种或多种，优选为四氢呋喃。选择四氢呋喃时，所得稀土金属离子溶液参与反应时，对钙钛矿量子点的影响较小，保证反应的顺利进行。

其中，所述稀土金属化合物包括RE(NO₃)₃,RE(Br)₃,RE(Ac)₃等可溶解在有机溶剂中的稀土金属化合物。其中，优选为RE(NO₃)₃。

进一步地，所述稀土金属离子溶液的浓度为0.01～1mol/L。