[发明专利]一种有机-无机辅助离子交换快速合成全光谱钙钛矿量子点的方法

说明书

本发明公开了一种有机‑无机辅助离子交换快速合成全光谱钙钛矿量子点的方法。本发明方法以绿色无机钙钛矿量子点CsPbBr₃溶液作为母液，通过向多通道微反应器注入CsPbBr₃溶液、有机聚合物溶液和无机盐溶液，在多通道微反应器的微流道内流动过程中进行反应，获得多种颜色的全光谱钙钛矿量子点。本发明方法合成的量子点稳定性强，原料便宜，操作方便，有利于工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及钙钛矿量子点的合成领域，具体涉及全光谱钙钛矿量子点的快速合成方法。

背景技术

近年来，钙钛矿量子点由于其发射光谱窄、波长可调范围广、荧光效率高、光化学稳定性强及表面易被修饰等优点，在LED、光电传感器、太阳能电池、激光等领域展现出巨大的发展前景。快速、高效制备高质量钙钛矿量子点是进行相关应用研究的基础。

目前合成全光谱钙钛矿量子点的主要方法包括：高温注入法以及过饱和结晶法。高温注入法需要高温，惰性气体气体保护，合成时间长；过饱和结晶法一般通过调节卤素成分获得光谱钙钛矿量子点，但效率较低。而阴离子交换作为一种新的方法合成全光谱钙钛矿量子点，速度快，效率高。Fast Anion-Exchange in Highly Luminescent Nanocrystalsof Cesium Lead Halide Perovskites (CsPbX₃, X = Cl, Br, I)（Nedelcu G,Protesescu L, Yakunin S, et al. 2015, 15(8):5635-5640.）一文中报道加入卤素化合物进行离子交换合成全光谱钙钛矿量子点，但合成后钙钛矿量子点的稳定性尤其是紫色CsPbCl₃和红色CsPbI₃稳定性差。

因此需要寻找一种既能快速合成全光谱钙钛矿量子点又能有较好的稳定性的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种快速合成全光谱钙钛矿量子点的方法，具体为一种有机-无机辅助离子交换快速合成全光谱钙钛矿量子点的方法。该方法以绿色无机钙钛矿量子点CsPbBr₃溶液作为母液，通过向多通道微反应器注入CsPbBr₃溶液、有机聚合物溶液和无机盐溶液，在多通道微反应器的微流道内流动过程中进行反应，获得多种颜色的全光谱钙钛矿量子点，该方法合成的量子点稳定性强，原料便宜，操作方便，有利于工业化大规模生产。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种有机-无机辅助离子交换快速合成全光谱钙钛矿量子点的方法，包括如下步骤：

（1）将绿色无机钙钛矿量子点CsPbBr₃溶液、有机聚合物溶液和无机盐溶液分别装入可单独调控的多通道注射泵中；

（2）将绿色无机钙钛矿量子点CsPbBr₃溶液和有机聚合物溶液同时注入多通道微反应器中，室温环境下在多通道反应器的微流道内流动过程中进行反应，收集产物，离心、干燥，再溶解在绿色无机钙钛矿量子点CsPbBr₃溶液采用的溶剂中保存，得到实现绿色光谱至近紫色光谱转变的CsPbX₃；

（3）将绿色无机钙钛矿量子点CsPbBr₃溶液和无机盐溶液同时注入多通道微反应器中，室温环境下在多通道反应器的微流道内流动过程中进行反应，收集产物，离心、干燥，再溶解在绿色无机钙钛矿量子点CsPbBr₃溶液采用的溶剂中保存，得到实现绿色光谱至红色光谱转变的CsPbX₃。

进一步地，步骤（1）中，所述绿色无机钙钛矿量子点CsPbBr₃溶液的溶剂为甲苯或氯仿。