[发明专利]一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料及其制备方法与应用，属于发光材料领域。所述方法为：（1）将分子筛加入卤化铯溶液中搅拌，得Cs⁺交换的分子筛；（2）以十八烯、油酸、油胺和卤化铅为原料，在N₂气氛加热搅拌，调整卤化铅中不同卤素的摩尔比，得卤化铅溶液；（3）将Cs⁺交换的分子筛与十八烯混合，在N₂气氛下搅拌，加热升温，注入卤化铅溶液反应，得到复合发光材料。本发明的复合发光材料发光效率好、颜色纯度高，分别在465nm(蓝)、570nm(黄)和590nm(橙)具有较窄发射峰，且发光峰依据卤素成分在此范围内可调，同时荧光寿命得到显著提高，固态存在下较为稳定，可用于白光LED等领域。

技术领域

本发明属于发光材料领域，具体涉及一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

量子点，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的半导体纳米颗粒，粒径一般稳定在2～20nm之间。由于其自身所具有的量子效应等独特性质而存在很多优异的性能，如发射波长依据粒子尺寸可调、色纯度高和发光效率高等等，在太阳能电池，发光器件，光学生物标记等方面都具有广泛的应用前景，因而在光学材料领域引起了持续的关注和研究。特别是在最近几年的研究中，钙钛矿型量子点材料(CsPbX₃ , X =Cl, Br, I)异军突起，其具有很窄的发射峰宽和很高的量子产率，溶液中稳定性更好，同时发光可以通过卤素成分和颗粒尺寸两个因素实现在整个可见光范围内可调。这些诸多的优势为钙钛矿量子点的应用提供了极大的潜力与研究空间。

但与此同时，纯量子点材料由于具有很大的比表面积和较高的表面能，受表面配体影响很大，往往在固态下发光效率衰减严重，稳定性较差，一定程度上限制了其在白光LED等某些发光材料领域的进一步应用。分子筛作为一种具有规则孔道结构的铝硅酸盐，为很多发光材料提供了良好的发光环境和载体，也为钙钛矿量子点在固态下的稳定存在提供了一种可能。

发明内容

为了使钙钛矿型量子点材料在固态下具有更长的荧光寿命与更好的发光稳定性，且固态下发光范围能够简便进行调制，本发明的首要目的在于提供一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的制备方法。本发明采用离子交换原位析出法，先对分子筛进行Cs⁺-Na⁺离子交换，实现将Cs⁺引入分子筛中；然后按照一定的卤素比例，使含有不同比例卤素原子的卤化铅PbX₂（X=Cl, Br, I）溶液与含有Cs⁺的分子筛进行反应，得到CsPb(Cl_x,Br_1-x)₃ 和CsPb(Br_x,I_1-x)₃的多卤素钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料,并通过卤素比例变化实现发光蓝，黄，橙等颜色的调制。本发明将含有多种卤素的钙钛矿量子点材料与分子筛复合，使其在固态下仍保持量子点优越的发光性能，且发光峰位依不同卤素比例变化可调；同时复合材料的荧光寿命与钙钛矿量子点本身相比明显增加，实现了对纯量子点材料的保护和优化。

本发明另一目的在于提供由上述制备方法得到的一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料。

本发明又一目的在于提供由上述制备方法得到的一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料应用于白光LED等领域。

本发明的目的通过下述方案实现。

一种蓝黄橙光钙钛矿量子点与分子筛复合发光材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）离子交换分子筛：将分子筛加入卤化铯溶液中进行搅拌，离心，洗涤，烘干，重复上述步骤，得到Cs⁺交换的分子筛；