[发明专利]一种超疏水钙钛矿纳米晶体发光复合材料的合成方法

说明书

本发明公开了一种超疏水钙钛矿纳米晶体发光复合材料的合成方法，其步骤为：制备油酸铯；制备钙钛矿纳米晶胶体溶液；超疏水钙钛矿纳米晶体发光复合材料的合成；离心沉淀的复合物并固化干燥。所述钙钛矿纳米晶体为CsPbX₃(X＝Cl或Br或I)，包覆材料为PMHS。制得的复合材料中被包覆的量子点具有高度分散性，温和的处理条件使得量子点优异的发光性能得以保留，光致发光量子产率高达91％，制得的复合荧光粉具有的固有疏水性和优异的抵抗极性溶剂能力使得量子点被很好地保护，并且可以抑制阴离子交换，有利于LED等器件的制备和使用。本过程使用的超疏水构建方法简单易实施，所需设备简易，原料便宜，环保不含氟，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及半导体纳米晶体复合材料制备技术领域，具体涉及一种钙钛矿纳米晶体发光复合材料的合成方法，尤其涉及一种超疏水钙钛矿纳米晶体发光复合材料的合成方法。

背景技术

发光钙钛矿纳米晶体(perovskite nanocrystals,PeNCs)具有出色的发光特性，例如窄且可调的发射带宽和高光致发光量子产率(photoluminescence quantum yield,PLQY)。这些优点使PeNCs在各种光致发光应用中具有吸引力，包括太阳能收集，基于超晶格的激光器，X射线传感器和高级显示器。PeNCs在实际应用中所面临的最大挑战是在环境条件下运行的化学稳定性。由于水分和光照的影响，材料会变质或分解。例如，当暴露于极性溶剂(尤其是湿气)，氧气，紫外线和高温下时，PeNCs会受到不可逆转的破坏，或者协同作用会导致严重的荧光猝灭。

到目前为止，以及做了很多努力来致力于解决PeNCs或者基于PeNCs复合材料在长期运行条件下的发光不稳定性问题，这些方法主要可以分为配体工程、掺杂工程以及纳米封装技术，但这些策略大多都比较麻烦且会不同程度地破坏裸量子点的发光性能，使其最终难以满足显示技术的高要求。

发明内容

本发明公开了一种超疏水钙钛矿纳米晶体发光复合材料的合成方法，本发明的特点是：使用APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)作为PeNCs的胺配体来合成PeNCs，然后加入PMHS(聚甲基氢硅氧烷)通过溶胶凝胶法制得具有优异的发光性能以及强的抵抗极性溶剂能力的发光复合材料。

一种超疏水钙钛矿纳米晶体发光复合材料的合成方法，具体包括以下几个步骤；

(1)油酸铯的制备

将一定量的Cs₂CO₃(99.9％)、1-十八烯(ODE,90％)以及油酸(OA,90％)加入三颈烧瓶中，缓慢升至120℃，始终保持真空条件下抽气并搅拌状态，升至120℃后该状态继续维持，直至所有的Cs₂CO₃完全溶解、溶液变澄清后停止加热及抽气；每0.0025mol Cs₂CO₃对应40mL ODE和2.5mL OA；

(2)制备钙钛矿纳米晶胶体溶液

将一定量的PbBr₂(99.0％)和溶剂ODE加入三颈烧瓶中，开始升温，始终保持真空条件下抽气并搅拌状态，升至120℃保持一小时，然后加入一定量的OA和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES,99％)，然后在N₂保护下升温，升至140℃-150℃时快速注入一定量的油酸铯，注入后依旧保持搅拌，注入后的5-15s后迅速置于冰水浴中冷却至室温，此时得胶体溶液A。摩尔比Cs：Pb：Br＝1：1：3，OA：APTES：油酸铯：ODE体积比为5：5：4：50；

(3)超疏水钙钛矿纳米晶体发光复合材料的合成

加入一定量的聚甲基氢硅氧烷(PMHS,15-40mPa.s)到步骤(1)得到的胶体溶液A中，暴露于空气中，在室温下搅拌水解3-8h得混合溶液B；APTES：PMHS为1：2或1：3或1：4；

(4)离心沉淀的复合物并固化干燥