一种高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料及其制备方法，该量子点材料为发光半峰宽为15?20nm,量子产率为50?70％的CH3NH3PbBr3量子点材料。其制备方法包括如下步骤：(1)利用溴离子置换CH3NH3Cl中的氯离子，与PbCl2反应生成CH3NH3PbBr3，制备CH3NH3PbBr3前驱体溶液；(2)将前驱体溶液转换进甲苯中，形成量子点材料。本发明无需使用易燃易爆炸的甲胺，危险性低，省略了制备CH3NH3Br的一系列复杂耗时的过程，且前驱体溶液稳定性好，可以重复多次利用，是一种适用于工业生产的方法。
【专利说明】
一种高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于量子点发光材料领域，具体涉及一种钙钛矿量子点材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]钙钛矿量子点制备原料低廉，具有发光峰窄、荧光效率高的优点，可以广泛应用于LED、太阳能电池等领域，因此成为目前量子点发光材料领域中的热点。而目前制备溴化物钙钛矿量子点的方法中，需要用到甲胺合成CH3NH3Br,甲胺是一种易燃易爆炸的危险品，且合成过程需要一系列冷却、加压、冲洗、干燥的复杂工序，制备环境也较严苛，不利于推广。因此发现一种危险性低、操作简便的制备方法尤为重要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料及其制备方法，以解决现有技术中制备钙钛矿量子点存在的原料危险、反应步骤繁杂、反应时间长的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0005]—种高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料，其为发光半峰宽为15-20nm，量子产率为50-70 %的CH3NH3PbBr3量子点材料。
[0006]—种低危险制备高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料的方法，包括以下步骤:
[0007]步骤一、将原料CH3NH3Cl、PbCl2、KBr、配体置于溶剂中，混合均匀，得到混合溶液；
[0008]步骤二、将步骤一得到的混合溶液超声I小时，得到前驱体溶液；
[0009]步骤三、将步骤二得到的前驱体溶液取出滴加进甲苯中，得到CH3NH3PbBr3量子点材料。
[0010]进一步的，所述步骤一中，PbCl2、KBr的物质的量的比为l:5?10，CH3NH3Cl、PbCl2的物质的量的比为4:5?6。
[0011]进一步的，所述步骤一中，配体为胺类和酸类的混合物，其中，胺类和酸类的体积比为1:25?30;胺类为正辛胺、十二烷胺、十六烷基铵、己胺的一种;酸类为油酸、辛酸、丁酸的一种。
[0012]进一步的，所述步骤一中，溶剂为二甲基甲酰胺。
[0013]进一步的，所述步骤三中，前驱体溶液与甲苯的体积比为1:2.5?100。
[0014]进一步的，所述步骤三中，前驱体溶液滴加进甲苯中的速率为20?60滴/分钟。
[0015]本发明的有益效果是:本发明制备的量子点材料荧光效率高、发光峰窄、制备方法简单易操作。本发明通过离子置换避免了使用甲胺合成CH3NH3Br,大大降低了制备过程的危险性以及复杂程度，能够更快、更便捷的制备出所需量子点材料。制备方法所需设备简单、容易操作、原料供给方便、原料价格低廉，在一般的化学实验室均能完成，易于推广;这种高亮度、发光峰窄的量子点材料有望在LED、太阳能电池等领域发挥重要作用。
【附图说明】
[0016]图1为实施例1制备的钙钛矿量子点材料的吸收光谱图；
[0017]图2为实施例1制备的钙钛矿量子点材料的PL谱线。
【具体实施方式】
[0018]下面结合【具体实施方式】对本发明作更进一步的说明。
[0019]本发明的一种高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点，其为发光半峰宽为15-20nm，量子产率为50-70 %的CH3NH3PbBr3量子点材料。
[0020]—种制备高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料的方法，包括如下步骤:
[0021 ] 步骤一、将原料CH3NH3Cl、PbCl2、KBr、配体置于溶剂中，混合均匀，得到混合溶液；
[0022]步骤二、将步骤一所得混合溶液超声I小时，得到所需的前驱体溶液；
[0023]步骤三、将步骤二所得的前驱体溶液取出，以速率20?60滴/分钟滴加进甲苯中，得到CH3NH3PbBr3量子点材料。
[0024]步骤一所述PbCl 2与KBr的物质的量的比为1:5?1，CH3NH3Cl、PbC 12的物质的量的比为4:5?6 ；配体为胺类和酸类的混合物，其中，胺类和酸类的体积比为I: 25?30 ；胺类为正辛胺、十二烷胺、十六烷基铵、己胺的一种;酸类为油酸、辛酸、丁酸的一种;溶剂为二甲基甲酰胺;利用了配体辅助沉淀法。
[0025]步骤一中，CH3NH3CUPbCl2、KBr反应生成CH3NH3PbBr3，无需使用易燃易爆炸的甲胺与HBr反应生成CH3NH3Br，再与PbBr反应才能得到CH3NH3PbBr3。使得操作简化，危险性降低。
[0026]步骤二中，超声的作用是为了Br离子能置换出Cl离子，形成CH3NH3PbBr3前驱体溶液。
[0027]下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0028]实施例
[0029]本实施例中所使用的CH3NH3Cl、PbCl2、KBr等原材料均为分析纯试剂，溶剂为二甲基甲酰胺，配体为正辛胺和油酸，所用的玻璃仪器使用前用去离子水润洗三遍后真空干燥。
[0030]制备CH3NH3PbBr3量子点，包括如下步骤:
[0031 ] I)将I.6mmoW9CH3NH3Cl、2mmol 的PbCl2、20mmol 的KBr、200yL的正辛胺、5ml 的油酸、11Oml的二甲基甲酰胺混合均匀，得到混合溶液；
[0032]2)将步骤I中所得混合溶液放入超声清洗机中超声I小时，得到所需前驱体溶液；
[0033]3)将步骤2中所得前驱体溶液，用移液枪抽取50yL，速率20?60滴/分钟滴加入5ml甲苯中，g卩形成CH3NH3PbBr3量子点。
[0034]如附图所示，图1为本实施例制备的钙钛矿量子点材料的吸收光谱图；图2为本实施例制备的钙钛矿量子点材料的PL谱线。半峰宽为15nm，量子产率为50?70%。
[0035]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料，其特征在于:其为发光半峰宽为15-20nm,量子产率为50-70%的CH3NH3PbBr3量子点材料。2.—种低危险制备权利要求1所述的高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料的方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一、将原料CH3NH3Cl、PbCl2、KBr、配体置于溶剂中，混合均匀，得到混合溶液； 步骤二、将步骤一得到的混合溶液超声I小时，得到前驱体溶液； 步骤三、将步骤二得到的前驱体溶液取出滴加进甲苯中，得到CH3NH3PbBr3量子点材料。3.如权利要求2所述低危险制备高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料的方法，其特征在于:所述步骤一中，PbCl2、KBr的物质的量的比为1:5?10 ,CH3NH3CUPbCl2的物质的量的比为4:5?6。4.如权利要求2所述低危险制备高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料的方法，其特征在于:所述步骤一中，配体为胺类和酸类的混合物，其中，胺类和酸类的体积比为I:25?30;胺类为正辛胺、十二烷胺、十六烷基铵、己胺的一种；酸类为油酸、辛酸、丁酸的一种。5.如权利要求2所述低危险制备高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料的方法，其特征在于:所述步骤一中，溶剂为二甲基甲酰胺。6.如权利要求2所述低危险制备高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料的方法，其特征在于:所述步骤三中，前驱体溶液与甲苯的体积比为1:2.5?100。7.如权利要求2所述低危险制备高亮度单色性好的溴化物钙钛矿量子点材料的方法，其特征在于:步骤三中，前驱体溶液滴加进甲苯中的速率为20?60滴/分钟。
【文档编号】C09K11/66GK105969349SQ201610227140
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】王春雷, 江晗, 徐淑宏, 崔平, 崔一平
【申请人】东南大学