權利要求

1.制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線的方法，其特征在于，包括以下步驟： 以鹵化銫和鹵化鉛為原料，以油酸和油胺為配體，以含巰基的化合物為鈣鈦礦晶體結構導向劑，以脂肪醇醚磷酸酯(MOA-9P)為特種表面活性劑，在室溫下通過刮涂加熱法一步合成花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述含巰基的化合物為2-巰基噻唑啉。 

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鹵化銫是碘化銫，所述鹵化鉛是碘化鉛。 

4.根據(jù)權利要求1-3任意一項所述的方法，其特征在于，其一種具體實施方式為： 步驟1、將鹵化銫和鹵化鉛溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到第一溶液； 步驟2、將油酸和油胺溶解在甲苯中，得到第二溶液； 步驟3、將含巰基的化合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到第三溶液； 步驟4、將MOA-9P溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到第四溶液； 步驟5、將步驟1-4得到的各溶液充分混合，得到第五溶液； 步驟6、將步驟5得到的第五溶液刮涂在襯底上，然后放入烘箱中干燥，得到花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線及其鹵化鉛銫鈣鈦礦薄膜。 

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟1中，所述鹵化銫和鹵化鉛的摩爾比例為1:1。 

6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟2中，所述油酸與油胺的體積比為1:3，油酸與甲苯的體積比為1:10。 

7.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟3中，所述含巰基的化合物在N,N-二甲基甲酰胺中的濃度為9mg/mL。 

8.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟4中，所述MOA-9P在N,N-二甲基甲酰胺中的濃度為9mg/mL。 

9.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟5中，第一、第二、第三和第四溶液混合比例為20:1:1:1～20:4:4:4。 10.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟6中，所述烘箱中干燥的溫度范圍為40-100℃，干燥時間為5-60分鐘。

說明書

技術領域

本發(fā)明涉及納米材料制備技術領域，具體涉及制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線的方法。

背景技術

近年來，鹵化鉛鈣鈦礦結構納米材料以高量子效率、發(fā)射光譜較窄、發(fā)射波長隨組分變化連續(xù)可調(diào)、合成工藝簡單等優(yōu)點受到人們的關注。目前，鹵化鉛鈣鈦礦結構納米材料在太陽能電池、探測器、照明和顯示等領域有廣泛的應用前景。

一維納米線材料一般具有比較均一的生長方向和較大的軸徑比，使其在傳感器、光電探測器等領域都有很大的應用價值。制備出特定形貌、尺寸均勻和穩(wěn)定性好的全無機鈣鈦礦納米線是大規(guī)模開發(fā)應用光電器件、探測器等的前提。如公開號為CN113353972A的發(fā)明專利申請公開了一種鉛鹵鈣鈦礦的制備方法，包括以下步驟：S1，將銫鹽在保護氣氛下溶解，得到第一溶液；S2，將鉛鹽和含巰基的親水性離子液體鹵鹽在保護氣氛下溶解，得到第二溶液；S3，將所述第一溶液與所述第二溶液在保護氣氛下于150-180℃下反應5-10s。本發(fā)明使用結合力更強的巰基功能化離子液體代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱注法采用的油酸/油胺雙配體，克服了油酸/油胺配體與鈣鈦礦材料表面結合力小容易脫落而造成所制備的鈣鈦礦納米晶在水等極性溶劑中不穩(wěn)定和分散性差等問題，拓寬了鈣鈦礦納米晶在水相體系中的應用。但是，前述的技術或是目前多數(shù)無機低維鈣鈦礦納米晶在晶體結構調(diào)控方面存在很多不足，例如需要惰性氣體保護下合成、很難實現(xiàn)納米晶的有序排列等等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術中的技術問題，提供一種制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線的方法。本發(fā)明的方法主要是在納米線的制備過程中，添加巰基化合物和特種表面活性劑，控制鈣鈦礦納米晶的生長方向和微環(huán)境，從而調(diào)控納米線的結晶方向和發(fā)光波長。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案具體如下：

本發(fā)明提供一種制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線的方法，包括以下步驟：

以鹵化銫和鹵化鉛為原料，以油酸和油胺為配體，以含巰基的化合物為鈣鈦礦晶體結構導向劑，以脂肪醇醚磷酸酯(MOA-9P)為特種表面活性劑，在室溫下通過刮涂加熱法一步合成花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線。

優(yōu)選的，所述含巰基的化合物為2-巰基噻唑啉。

優(yōu)選的，所述鹵化銫是碘化銫，所述鹵化鉛是碘化鉛。

優(yōu)選的，所述制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線的方法的一種具體實施方式為：

步驟1、將鹵化銫和鹵化鉛溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到第一溶液；

步驟2、將油酸和油胺溶解在甲苯中，得到第二溶液；

步驟3、將含巰基的化合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到第三溶液；

步驟4、將MOA-9P溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到第四溶液；

步驟5、將步驟1-4得到的各溶液以一定比例充分混合，得到第五溶液；

步驟6、將步驟5得到的第五溶液刮涂在襯底上，然后放入烘箱中干燥一定時間，得到花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線及其鹵化鉛銫鈣鈦礦薄膜。

進一步優(yōu)選的，步驟1中，所述鹵化銫和鹵化鉛的摩爾比例為1:1。

進一步優(yōu)選的，步驟2中，所述油酸與油胺的體積比為1:3，油酸與甲苯的體積比為1:10。

進一步優(yōu)選的，步驟3中，所述含巰基的化合物在N,N-二甲基甲酰胺中的濃度為9mg/mL。

進一步優(yōu)選的，步驟4中，所述MOA-9P在N,N-二甲基甲酰胺中的濃度為9mg/mL。

進一步優(yōu)選的，步驟5中，第一、第二、第三和第四溶液混合比例為20:1:1:1～20:4:4:4。

進一步優(yōu)選的，步驟6中，所述烘箱中干燥的溫度范圍為40-100℃，干燥時間為5-60分鐘。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明的方法在傳統(tǒng)刮涂加熱法制備鈣鈦礦納米材料基礎上，添加巰基化合物和特種表面活性劑MOA-9P，確保花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線的形成。

(2)本發(fā)明的方法所采用的特種表面活性劑MOA-9P可以有效調(diào)控鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米薄膜的發(fā)光特性。發(fā)光波長從600-700nm可控。

(3)本發(fā)明制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米晶的方法，是在室溫大氣環(huán)境下操作，一步法制備而成，避免預先制備模板等步驟，具有制作成本低、工藝簡單的優(yōu)點。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1為本發(fā)明實施例1的納米線的掃描電鏡照片；

圖2為本發(fā)明實施例1的納米線的線掃描能譜圖

圖3為本發(fā)明實施例1的納米線薄膜的X射線光電子能譜圖；

圖4為本發(fā)明實施例1的納米線薄膜的激發(fā)和熒光發(fā)射光譜圖；

圖5為本發(fā)明實施例1的納米線薄膜的紫外-可見吸收光譜圖；

圖6為本發(fā)明實施例2的納米線的掃描電鏡照片；

圖7為本發(fā)明實施例2的納米線薄膜的激發(fā)和熒光發(fā)射光譜圖；

圖8為本發(fā)明實施例3的納米線的掃描電鏡照片；

圖9為本發(fā)明實施例3的納米線薄膜的激發(fā)和熒光發(fā)射光譜圖。

具體實施方式

本發(fā)明的發(fā)明思想為：

下面結合附圖對本發(fā)明做以詳細說明。

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明，應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

結合圖1-5說明實施例1

本發(fā)明的花朵樣CsPbI 3鈣鈦礦結構納米線的制備：

步驟1、取0.08mmol碘化銫，0.08mmol碘化鉛，溶于1mL DMF中，得到第一溶液；

步驟2、將0.1mL油酸和0.3mL油胺溶解溶于1mL甲苯中，得到第二溶液；

步驟3、將9mg的2-巰基噻唑啉溶解在1mL的N,N-二甲基甲酰胺中，得到第三溶液；

步驟4、將9mg的MOA-9P溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到第四溶液；

步驟5、按照20:1:1:1的比例，依次滴入第一、第二、第三、及第四溶液，充分混合后得到第五溶液；

步驟6、將步驟5中得到的第五溶液刮涂在襯底上，然后放入60℃烘箱中干燥20min，可得到花朵樣CsPbI 3鈣鈦礦結構納米晶及CsPbI 3鈣鈦礦薄膜。

圖1為本發(fā)明實施例1的納米線的掃描電鏡照片；從圖1可以看出，本發(fā)明所制備納米線呈花朵狀排列，花心為孔洞，平均直徑約15μm；

圖2為本發(fā)明實施例1的納米線的線掃描能譜譜圖，可以看出納米線各組分比例為Cs:Pb:I＝1:1:3。證明納米線為CsPbI 3。

圖3為本發(fā)明實施例1的納米線薄膜的X射線光電子能譜圖；可以看到結晶性非常好。

圖4為本發(fā)明實施例1的納米線薄膜的激發(fā)和熒光發(fā)射光譜圖；在505nm激發(fā)下發(fā)出600nm的熒光。

圖5為本發(fā)明實施例1的納米線薄膜的紫外-可見吸收光譜。

實施例2

結合圖6-7說明實施例2

本發(fā)明的花朵樣CsPbI 3鈣鈦礦結構納米線的制備：

步驟1、取0.08mmol碘化銫，0.08mmol碘化鉛，溶于1mL DMF中，得到第一溶液；

步驟2、將0.1mL油酸和0.3mL油胺溶解溶于1mL甲苯中，得到第二溶液；

步驟3、將9mg的2-巰基噻唑啉溶解在1mL的N,N-二甲基甲酰胺中，得到第三溶液；

步驟4、將9mg的MOA-9P溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到第四溶液；

步驟5、按照20:1:4:1的比例，依次滴入第一、第二、第三、及第四溶液，充分混合后得到第五溶液；

步驟6、將步驟5中的第五溶液刮涂在襯底上，然后放入60℃烘箱中干燥20min，可得到花朵樣CsPbI 3鈣鈦礦結構納米晶及CsPbI 3鈣鈦礦薄膜。

圖6為本發(fā)明實施例2的納米線的掃描電鏡照片。從圖6可以看出，本發(fā)明所制備納米線呈花朵狀排列，沒有孔洞樣花心，平均直徑約10μm；

圖7為本發(fā)明實施例2的納米線薄膜的激發(fā)和熒光發(fā)射光譜。在469nm的藍光激發(fā)下，發(fā)出705nm的紅光。

實施例3

結合圖8-9說明實施例3

本發(fā)明的花朵樣CsPbI 3鈣鈦礦結構納米線的制備：

步驟1、取0.08mmol碘化銫，0.08mmol碘化鉛，溶于1mL DMF中，得到第一溶液；

步驟2、將0.1mL油酸和0.3mL油胺溶解溶于1mL甲苯中，得到第二溶液；

步驟3、將9mg的2-巰基噻唑啉溶解在1mL的N,N-二甲基甲酰胺中，得到第三溶液；

步驟4、將9mg的MOA-9P溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，得到第四溶液；

步驟5、按照20:1:4:2的比例，依次滴入第一、第二、第三、及第四溶液，充分混合后得到第五溶液；

步驟6、將步驟5中的第五溶液刮涂在襯底上，然后放入60℃烘箱中干燥20min，可得到花朵樣CsPbI 3鈣鈦礦結構納米晶及CsPbI 3鈣鈦礦薄膜。

圖8為本發(fā)明實施例3的納米線的掃描電鏡照片。從圖8可以看出，本發(fā)明所制備納米線呈半個花朵狀排列，半徑約2μm；

圖9為本發(fā)明實施例3的納米線薄膜的激發(fā)和熒光發(fā)射光譜。在450nm的藍光激發(fā)下，發(fā)出700nm的紅光。

上述實施例中所用的2-巰基噻唑啉還可以替換為其他的含巰基的化合物，這里不再一一例舉。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。

制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結構納米線的方法.pdf