權(quán)利要求

1.制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)導(dǎo)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(guò)刮涂加熱法一步合成花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米線。

2.根據(jù)權(quán)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(quán)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(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，其一種具體實(shí)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(jié)構(gòu)納米線及其鹵化鉛銫鈣鈦礦薄膜。 

5.根據(jù)權(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(shí)間為5-60分鐘。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米線的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，鹵化鉛鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米材料以高量子效率、發(fā)射光譜較窄、發(fā)射波長(zhǎng)隨組分變化連續(xù)可調(diào)、合成工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)受到人們的關(guān)注。目前，鹵化鉛鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米材料在太陽(yáng)能電池、探測(cè)器、照明和顯示等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

一維納米線材料一般具有比較均一的生長(zhǎng)方向和較大的軸徑比，使其在傳感器、光電探測(cè)器等領(lǐng)域都有很大的應(yīng)用價(jià)值。制備出特定形貌、尺寸均勻和穩(wěn)定性好的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦納米線是大規(guī)模開(kāi)發(fā)應(yīng)用光電器件、探測(cè)器等的前提。如公開(kāi)號(hào)為CN113353972A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)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(hù)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(hù)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(hù)氣氛下于150-180℃下反應(yīng)5-10s。本發(fā)明使用結(jié)合力更強(qiáng)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(jié)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(wèn)題，拓寬了鈣鈦礦納米晶在水相體系中的應(yīng)用。但是，前述的技術(shù)或是目前多數(shù)無(wú)機(jī)低維鈣鈦礦納米晶在晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控方面存在很多不足，例如需要惰性氣體保護(hù)下合成、很難實(shí)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(shù)中的技術(shù)問(wèn)題，提供一種制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米線的方法。本發(fā)明的方法主要是在納米線的制備過(guò)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(zhǎng)方向和微環(huán)境，從而調(diào)控納米線的結(jié)晶方向和發(fā)光波長(zhǎng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)導(dǎo)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(guò)刮涂加熱法一步合成花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)納米線的方法的一種具體實(shí)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(shí)間，得到花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米線及其鹵化鉛銫鈣鈦礦薄膜。

進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(chǔ)上，添加巰基化合物和特種表面活性劑MOA-9P，確?；ǘ錁欲u化鉛銫鈣鈦礦結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)納米薄膜的發(fā)光特性。發(fā)光波長(zhǎng)從600-700nm可控。

(3)本發(fā)明制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結(jié)構(gòu)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(yù)先制備模板等步驟，具有制作成本低、工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的納米線的掃描電鏡照片；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的納米線的線掃描能譜圖

圖3為本發(fā)明實(shí)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(shí)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(shí)施例1的納米線薄膜的紫外-可見(jiàn)吸收光譜圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的納米線的掃描電鏡照片；

圖7為本發(fā)明實(shí)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(shí)施例3的納米線的掃描電鏡照片；

圖9為本發(fā)明實(shí)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(shí)施方式

本發(fā)明的發(fā)明思想為：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做以詳細(xì)說(shuō)明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1-5說(shuō)明實(shí)施例1

本發(fā)明的花朵樣CsPbI 3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)納米晶及CsPbI 3鈣鈦礦薄膜。

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

圖4為本發(fā)明實(shí)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(shí)施例1的納米線薄膜的紫外-可見(jiàn)吸收光譜。

實(shí)施例2

結(jié)合圖6-7說(shuō)明實(shí)施例2

本發(fā)明的花朵樣CsPbI 3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)納米晶及CsPbI 3鈣鈦礦薄膜。

圖6為本發(fā)明實(shí)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(méi)有孔洞樣花心，平均直徑約10μm；

圖7為本發(fā)明實(shí)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(lán)光激發(fā)下，發(fā)出705nm的紅光。

實(shí)施例3

結(jié)合圖8-9說(shuō)明實(shí)施例3

本發(fā)明的花朵樣CsPbI 3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)納米晶及CsPbI 3鈣鈦礦薄膜。

圖8為本發(fā)明實(shí)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(gè)花朵狀排列，半徑約2μm；

圖9為本發(fā)明實(shí)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(lán)光激發(fā)下，發(fā)出700nm的紅光。

上述實(shí)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(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。

制備花朵樣鹵化鉛銫鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米線的方法.pdf