本發(fā)明屬于發(fā)光材料，涉及一種共摻雜鈣鈦礦納米晶的合成方法及應用。

背景技術(shù)：

1、鉛基鹵化物鈣鈦礦膠體納米晶體(pnc)因其顯著的光物理和電子性能而受到廣泛關(guān)注。這些特性包括高色純度、寬色域、可調(diào)帶隙、高光致發(fā)光量子產(chǎn)率、簡單的合成方法以及可通過改變鹵素成分來調(diào)節(jié)的可調(diào)發(fā)光。鉛基鹵化物pncs主要分為兩類：有機-無機雜化鹵化物pncs(apbx3，其中a為甲基銨或甲脒；x代表cl、br或i)和所有無機鹵化銫鉛pnc(cspbx3)。cspbx3(其中x＝cl，br，i)pnc代表了所有無機鹵化物鈣鈦礦納米材料的經(jīng)典類別，其顯著特征使其成為發(fā)光二極管、激光技術(shù)、光電探測器、光伏電池和熒光傳感應用的有前景的候選者。

2、cspbx3?pncs主要通過兩種主要技術(shù)合成：高溫熱注射(h-i)和室溫配體輔助再沉淀(larp)方法。h-i方法需要高溫和惰性氣氛才能達到最佳結(jié)果，這使得它相對復雜且耗能。相比之下，larp方法具有顯著的優(yōu)勢，可以在室溫下合成pnc，簡化工藝并降低能源成本。在larp方法中，前體材料首先溶解在極性溶劑中，如n-二甲基甲酰胺(dmf)和二甲亞砜(dmso)。然后將其與非極性溶劑混合以促進納米晶體的形成。盡管這兩種方法都可以產(chǎn)生大量的pnc，但它們通常會導致晶體結(jié)構(gòu)存在缺陷和脆弱性，這可能會限制它們的應用。與這些技術(shù)相比，超聲波技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，因為它消除了對前體進行預處理或脫氣的需要，允許在開放環(huán)境中進行合成。作為一種代表性的自下而上的方法，這種方法有助于高質(zhì)量pnc的成核和生長，同時最大限度地減少時間和能耗。通常，用于超聲波合成所有無機pnc的反應物包括封端配體、無機鹽(如鹵化銫和鹵化鉛)和適當?shù)娜軇?。這種方法的簡單性和效率使其成為旨在開發(fā)高質(zhì)量pnc并減少環(huán)境影響的研究人員的一個有吸引力的選擇。進一步優(yōu)化超聲波處理參數(shù)可以提高合成納米晶體的性能，從而有可能擴大其在光電子和光伏領(lǐng)域的應用。

3、cspbx3(其中x＝cl，br，i)pnc中鉛的毒性對其商業(yè)可行性提出了相當大的挑戰(zhàn)。雖然完全消除鉛以制造無鉛pnc不是一個合適的選擇，但用多價金屬離子替代pb2+已被證明是一種有效的策略。通過在b位摻入少量的替代金屬離子，可以顯著增強天然納米晶體的優(yōu)異光電性能或引入新的功能。二價金屬摻雜劑，如zn2+、mn2+和ni2+，已被證明可以提高輻射復合率。這種改善歸因于與宿主晶格的特定雜交效應或晶格周期性中斷引起的非特異性效應。在這些金屬中，zn2+和mn2+特別適合作為pnc的摻雜劑。與pb2+(119pm)相比，它們的離子半徑較小(zn2+為74pm，mn2+為80pm)，毒性低，使其成為理想的替代品。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一種共摻雜鈣鈦礦納米晶的合成方法及應用方法，通過這種雙替換策略有效地提高了cspbx3(其中x＝cl，br，i)納米晶體的穩(wěn)定性，同時允許對光學特性的調(diào)諧進行最佳控制，并將其成功應用于cu2+的特異性檢測。

2、一種共摻雜鈣鈦礦納米晶的合成方法，包括如下步驟：

3、步驟(1)前體溶液制備：將cscl、pbcl2、油酸(oa)和油胺(olam)溶解在血清瓶中的二甲基亞砜(dmso)中，得到前體溶液a；將mncl2·4h2o溶解在dmf中以形成前體溶液b，將zncl2溶解在dmf中以產(chǎn)生前體溶液c；以上前體溶液在室溫下通過尖端超聲處理30分鐘，直至完全溶解；

4、步驟(2)共摻雜鈣鈦礦納米晶合成：將前體溶液b、前體溶液c與前體溶液a混合，并在劇烈攪拌條件下將其滴加到甲苯(tol)中；

5、步驟(3)以10000rpm離心反應混合物15分鐘，獲得共摻雜鈣鈦礦納米晶，并丟棄上清液以消除未反應的前體；將沉淀物重新分散在tol中，并在8000rpm下離心10分鐘兩次；然后將最終沉淀物重新溶解在tol中，作為最終納米晶產(chǎn)品。

6、一種共摻雜鈣鈦礦納米晶的應用方法，包括如下步驟：

7、步驟1：離子溶液的制備：在離心管中將0.1mmol氯化物與1ml水混合；隨后，將0.25mmol油酸鈉溶解在體積比為1:1的水和乙醇混合物中，并加入氯化物溶液中，通過離心分離油酸銅，并在75℃下真空干燥24小時；隨后溶解在10ml容量瓶中的甲苯中，以制備1mmol/l的金屬溶液；

8、步驟2：金屬離子的檢測：取1ml?10-8m共摻雜鈣鈦礦納米晶與1ml?10-8m金屬離子混合并搖動一分鐘，以確保與金屬離子完全相互作用后，使用熒光分光光度計分析混合物。

9、本發(fā)明選擇mncl2和zncl2，引入zn2+和mn2+，提高cspbx3(其中x＝cl，br，i)納米晶體的穩(wěn)定性和發(fā)光性能。通過這種雙替換策略有效地提高了cspbx3(其中x＝cl，br，i)納米晶體的穩(wěn)定性，同時允許對光學特性的調(diào)諧進行最佳控制，并將其成功應用于cu2+的特異性檢測。

技術(shù)特征：

1.一種共摻雜鈣鈦礦納米晶的合成方法，其特征在于包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共摻雜鈣鈦礦納米晶的合成方法，其特征在于包括如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的共摻雜鈣鈦礦納米晶的合成方法，其特征在于步驟(2)中將1.0ml的前體溶液b、1.0ml的前體溶液c與1ml前體溶液a混合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的共摻雜鈣鈦礦納米晶的合成方法，其特征在于步驟(2)中將2.0ml的前體溶液b、2.0ml的前體溶液c與1ml前體溶液a混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的共摻雜鈣鈦礦納米晶的合成方法，其特征在于步驟(2)中將0.5ml的前體溶液b、0.8ml的前體溶液c與1ml前體溶液a混合。

6.基于權(quán)利要求1合成的共摻雜鈣鈦礦納米晶的應用方法，其特征在于包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種共摻雜鈣鈦礦納米晶的應用方法，其特征在于包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種共摻雜鈣鈦礦納米晶的應用方法，其特征在于步驟1所述的氯化物為cucl2、kcl、nacl、cacl2、cocl2、mgcl2或alcl3中的至少一種。

技術(shù)總結(jié)
一種共摻雜鈣鈦礦納米晶的合成方法及應用方法，將CsCl、PbCl<subgt;2</subgt;、OA和OLAM溶解在血清瓶中的DMSO中，得到前體溶液A；將MnCl<subgt;2</subgt;·4H<subgt;2</subgt;O溶解在DMF中以形成前體溶液B，將ZnCl<subgt;2</subgt;溶解在DMF中以產(chǎn)生前體溶液C；將前體溶液B、前體溶液C與前體溶液A混合，并在劇烈攪拌條件下將其滴加到TOL中；離心反應獲得共摻雜鈣鈦礦納米晶，并丟棄上清液以消除未反應的前體；將沉淀物重新分散在TOL中，離心兩次；然后將最終沉淀物重新溶解在TOL中，作為最終納米晶產(chǎn)品。本發(fā)明通過雙替換策略有效地提高了CsPbX<subgt;3</subgt;納米晶體的穩(wěn)定性，同時允許對光學特性的調(diào)諧進行最佳控制，并將其成功應用于Cu<supgt;2+</supgt;的特異性檢測。

技術(shù)研發(fā)人員：方蘭,章京,劉衎,霍巖,張秋怡
受保護的技術(shù)使用者：蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6