一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法。具体方法包括：首先制备形貌规则、尺寸均一的纳米颗粒；然后将预先处理的纳米颗粒均匀分散在半胱氨酸的水溶液中，向此溶液加入铅的无机盐即可制备纳米粒子嵌入钙钛矿前驱体纳米线；在室温下，向前驱体纳米线加入氢卤酸和卤素甲胺盐的混合溶液，最终形成有机/无机杂化材料。此方法具备设计巧妙，反应条件温和，操作简单，产率高且易于大批量制备的特点，使本发明在制备基于钙钛矿的新型杂化纳米材料领域具有广阔的应用前景。
【专利说明】
一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线的制备方法。
【背景技术】
[0002]近几年，有机/无机杂化钙钛矿材料引起了研究者的研究热情，最近研究人员对制备基于钙钛矿的纳米复合材料产生了极大兴趣，这是由于纳米复合材料具备组成其成分的单一纳米材料所不具有的独特性质。
[0003]在合成基于I丐钛矿纳米复合材料的研究领域，由于I丐钛矿材料制备条件与多数纳米颗粒的合成条件差别较大不易采用“一锅法”合成，现有的文献报道都是以分步合成然后经过简单物理混合的方式实现的，这种方法制备的复合材料随着时间延长两相材料很容易分离，导致复合的性能大大衰减，而且纳米材料自身严重的团聚现象也使不同种纳米材料在物理混合时很难保证混合的均匀性，进而大大的影响了复合效率，无法真正体现复合材料的优势。所以基于钙钛矿材料的纳米复合材料的合成目前仍是一个挑战。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法。该方法能够实现纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线进而形成一体化的纳米复合材料，克服了物理混合容易导致的材料分相问题，确保了复合材料长期使用的性能稳定性，同时该方法具有反应条件温和，操作简单，易于大批量制备的特点。
[0005]本发明提供一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法，技术方案如下:
[0006]步骤I:制备形貌规则、尺寸均一的纳米颗粒；
[0007]步骤2:对纳米颗粒进行表面处理；
[0008]步骤3:将预处理过的纳米颗粒分散在半胱氨酸的水溶液中，向此溶液加入铅的无机盐即可室温制备纳米颗粒嵌入有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线；
[0009]步骤4:纳米颗粒嵌入有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线在氢卤酸和卤素甲胺盐存在下室温原位转变为纳米颗粒嵌入有机/无机杂化钙钛矿纳米线。
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例1所制备的尺寸为23纳米的纳米颗粒透射电镜图。
[0011]图2为本发明实施例1所制备的尺寸为23纳米的纳米颗粒经过表面处理后的透射电镜图。
[0012]图3为本发明实施例1所制备的尺寸为23纳米的纳米颗粒嵌入有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线的透射电镜图。
[0013]图4为本发明实施例1所制备的尺寸为23纳米的纳米颗粒嵌入有机/无机杂化钙钛矿纳米线的透射电镜图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体的实施例对本发明作进一步阐述。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，基于本发明的原理对本发明所做出的各种改动或修改同样落入本发明权利要求书所限定的范围。
[0015]实施例1:
[0016]准确称取50mg聚乙二醇溶于15mL氯仿中，再向此溶液中加入30mL分散有5mg尺寸为23纳米的纳米颗粒的氯仿溶液，室温搅拌24h;加入环己烷离心得聚乙二醇表面修饰的纳米颗粒，将此纳米颗粒分散于20mL溶有12mg(0.1mmol)半胱氨酸分子的去离子水中，再向此溶液中加入ImL的0.1M的三水合醋酸铅的去离子水溶液，反应体系产生大量纳米颗粒嵌入的有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线，离心得到白色固体，后将产物分散在1mL异丙醇溶液中。最后取ImL此前驱体纳米线的异丙醇分散液，在剧烈搅拌下迅速加入溶解有0.5g碘甲胺和50uL氢碘酸的30mL异丙醇溶液，室温反应2h，离心得到有机/无机杂化复合材料。
[0017]实施例2:
[0018]准确称取50mg聚乙烯吡咯烷酮溶于15mL氯仿中，再向此溶液中加入30mL分散有5mg尺寸为2纳米的纳米颗粒的氯仿溶液，室温搅拌24h;加入环己烷离心得聚乙烯吡咯烷酮表面修饰的纳米颗粒，将此纳米颗粒分散于201111^溶有611^(0.051111]101)半胱氨酸分子的去离子水中，再向此溶液中加入1mL的0.1M的氯化铅的去离子水溶液，反应体系产生大量纳米颗粒嵌入的有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线，离心得到白色固体，后将产物分散在1mL异丙醇溶液中。最后取ImL此前驱体纳米线的异丙醇分散液，在剧烈搅拌下迅速加入溶解有0.5g碘甲胺和50uL氢溴酸的30mL异丙醇溶液，室温反应2h，离心得到有机/无机杂化复合材料。
[0019]实施例3:
[0020]准确称取50mg聚乙烯亚胺溶于15mL氯仿中，再向此溶液中加入30mL分散有5mg尺寸为23纳米的纳米颗粒的氯仿溶液，室温搅拌24h;加入环己烷离心得聚乙烯亚胺表面修饰的纳米颗粒，将此纳米颗粒分散于20mL溶有12mg(0.1mmol)半胱氨酸分子的去离子水中，再向此溶液中加入ImL的0.1M的硝酸铅的去离子水溶液，反应体系产生大量纳米颗粒嵌入的有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线，离心得到白色固体，后将产物分散在1mL异丙醇溶液中。最后取ImL此前驱体纳米线的异丙醇分散液，在剧烈搅拌下迅速加入溶解有0.5g碘甲胺和50uL氢碘酸的30mL异丙醇溶液，室温反应2h，离心得到有机/无机杂化复合材料。
[0021]实施例4:
[0022]准确称取50mg聚乙烯亚胺溶于15mL氯仿中，再向此溶液中加入30mL分散有5mg尺寸为60纳米的纳米颗粒的氯仿溶液，室温搅拌24h;加入环己烷离心得聚乙烯亚胺表面修饰的纳米颗粒，将此纳米颗粒分散于20mL溶有72mg(0.6mmol)半胱氨酸分子的去离子水中，再向此溶液中加入300yL的0.1M的三水合醋酸铅的去离子水溶液，反应体系产生大量纳米颗粒嵌入的有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线，离心得到白色固体，后将产物分散在1mL异丙醇溶液中。最后取ImL此前驱体纳米线的异丙醇分散液，在剧烈搅拌下迅速加入溶解有
0.5g溴甲胺和50uL氢碘酸的30mL异丙醇溶液，室温反应2h，离心得到有机/无机杂化复合材料。
[0023]实施例5:
[0024]准确称取50mg聚乙二醇溶于15mL氯仿中，再向此溶液中加入30mL分散有5mg尺寸为23纳米的纳米颗粒的氯仿溶液，室温搅拌24h;加入环己烷离心得聚乙二醇表面修饰的纳米颗粒，将此纳米颗粒分散于20mL溶有24mg(0.2mmol)半胱氨酸分子的去离子水中，再向此溶液中加入ImL的0.1M的硫酸铅的去离子水溶液，反应体系产生大量纳米颗粒嵌入的有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线，离心得到白色固体，后将产物分散在1mL异丙醇溶液中。最后取ImL此前驱体纳米线的异丙醇分散液，在剧烈搅拌下迅速加入溶解有0.5g碘甲胺和50uL氢碘酸的30mL异丙醇溶液，室温反应2h，离心得到有机/无机杂化复合材料。
[0025]实施例6:
[0026]准确称取50mg聚乙烯亚胺溶于15mL氯仿中，再向此溶液中加入30mL分散有5mg尺寸为36纳米的纳米颗粒的氯仿溶液，室温搅拌24h;加入环己烷离心得聚乙二醇表面修饰的纳米颗粒，将此纳米颗粒分散于20mL溶有48mg(0.4mmol)半胱氨酸分子的去离子水中，再向此溶液中加入ImL的0.1M的三水合醋酸铅的去离子水溶液，反应体系产生大量纳米颗粒嵌入的有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线，离心得到白色固体，后将产物分散在1mL异丙醇溶液中。最后取ImL此前驱体纳米线的异丙醇分散液，在剧烈搅拌下迅速加入溶解有0.5g碘甲胺和50uL氢氯酸的异丙醇溶液，室温反应2h，离心得到有机/无机杂化复合材料。
【主权项】
1.一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法，其包括以下步骤:首先制备形貌规则、尺寸均一的纳米颗粒;然后对纳米颗粒进行表面处理;再将经过表面处理的纳米颗粒分散在半胱氨酸的水溶液中，向此溶液加入铅的无机盐即可室温制备纳米颗粒嵌入有机/无机杂化钙钛矿前驱体纳米线;最后在氢卤酸和卤素甲胺盐存在下形成有机/无机杂化材料。2.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法，其特征在于:所使用的纳米颗粒尺寸介于2纳米到60纳米。3.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法，其特征在于:对纳米颗粒进行表面处理的试剂是聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯亚胺(PEI)、3-巯基丙酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇(PEG)中的一种。4.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法，其特征在于:所使用的铅的无机盐为硝酸铅、醋酸铅、氯化铅和硫酸铅中的一种。5.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法，其特征在于:所使用的半胱氨酸与二价铅离子的摩尔比变化从20:1到1:20。6.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法，其特征在于:所使用的氢卤酸包括氢氯酸、氢溴酸和氢碘酸中的一种。7.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒嵌入钙钛矿纳米线形成复合材料的制备方法，其特征在于:所使用的卤素甲胺盐包括氯甲胺、溴甲胺和碘甲胺中的一种。
【文档编号】B82Y40/00GK106064831SQ201610329937
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月13日 公开号201610329937.2, CN 106064831 A, CN 106064831A, CN 201610329937, CN-A-106064831, CN106064831 A, CN106064831A, CN201610329937, CN201610329937.2
【发明人】黄岭, 杨冰筱, 王修文, 谢娟, 谢小吉, 黄维
【申请人】南京工业大学