[发明专利]钙钛矿量子点的合成方法

说明书

本发明涉及钙钛矿量子点CsPb(ClBr)subgt;3/subgt;的合成方法，属于钙钛矿量子点技术领域。本发明解决的技术问题是提供简易的纯蓝‑深蓝光钙钛矿量子点的合成方法。该方法包括：a、配制铯前驱体溶液；b、配制铅卤前驱体溶液；c、配制DDAC溶液；d、将铯前驱体溶液注入搅拌的铅卤前驱体溶液中，加入DDAC溶液；e、将反应后溶液加入乙酸乙酯，混匀后离心，弃上清液，加入甲苯超声分散，加入DDAC溶液，振荡后加入乙酸乙酯，离心弃上清液，得到沉淀；f、将沉淀加入正己烷，超声分散，离心，所得上清液即为钙钛矿量子点分散液。本发明方法，采用室温下分步离子交换法得到纯蓝‑深蓝光钙钛矿量子点CsPb(Cl/Br)subgt;3/subgt;，该方法可实现高质量纯蓝‑深蓝光PQDs在室温下的简易合成，并易进行放大操作。

技术领域

本发明涉及钙钛矿量子点的合成方法，属于钙钛矿量子点技术领域。

背景技术

钙钛矿量子点(PQDs)作为一种新型的发光谱可便捷调控的材料，具有合成相对简易，光色纯度高(半峰宽一般小于30nm)等诸多优势。目前绿光和天蓝光PQDs已探索出室温条件下的简易可放大合成策略。但是纯蓝-深蓝光PQDs的合成大都停留在热注入法或反溶剂法的框架内。具体来说，热注入法一般需要提前配制油酸铯，然后称量一定量卤化铅，再分别加入油酸(OA)和油胺(OAm)作为配体，以及1-十八烯(ODE)作为溶剂。严格密封后抽真空加热至120℃约1小时，然后充入氮气升温到约160～180℃，取适量的油酸铯快速注入卤化铅溶液，5s后置入冰水中迅速冷却。冷却后的PQDs需要经过异丙醇等溶剂纯化后分散于烷烃中。热注入法合成的PQDs虽然质量较高，但所需条件相对苛刻，工艺复杂(纯氮气气氛，＞160℃加热，合成后需迅速降温)，难以放大生产。反溶剂法是事先将卤化铯、卤化铅以及配体油酸、油胺溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亚砜(DMSO)配成前体溶液，然后约10倍体积的甲苯，将前体加入甲苯中，利用溶解度的差异结晶形成量子点。但是反溶剂法因为引入了对PQDs具有腐蚀性极性溶剂如DMF或DMSO，会引起较多的PQDs表面缺陷，以及极性溶剂导致的配体结合不牢固而产生的团聚等问题，会导致较低的性能和较差的分散性。

不同于绿光纯溴基PQDs，溴空位引起的浅能级陷阱不引起严重的性能下降，而蓝光PQDs因为通常含有大量的氯(不含氯的PQDs为二维层状晶格结构，通过尺寸效应生成蓝色光，但是缺点在于导电性差，尤其在电致发光中受到限制)，被腐蚀后形成的氯空位缺陷会形成深能级陷阱而导致严重的非辐射复合，降低材料的发光性能。因此，理想的纯蓝-深蓝光量子点合成策略应在可以达到纯蓝-深蓝光色的同时避免苛刻的合成条件和极性溶剂的腐蚀。目前基于绿光PQDs低极性溶剂室温合成法开发的蓝光PQDs由于在合成过程和交换配体过程中无法引入足够的氯离子，因而所得PQDs大约在蓝绿色-天蓝光范围(480～490nm)。

因此，急需一种简易的合成高性能、且光谱可任意调控的纯蓝-深蓝光PQDs(460～470nm)。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供简易的纯蓝-深蓝光钙钛矿量子点的合成方法。

本发明钙钛矿量子点的合成方法，包括以下步骤：

a、配制铯前驱体溶液：将碳酸铯溶于混合溶剂中，再加入甲苯稀释，得到铯前驱体溶液；所述混合溶剂为正辛酸和油酸；其中，碳酸铯、混合溶剂与甲苯的用量比为1mol:4～6L:8～12L；

b、配制铅卤前驱体溶液：将溴化铅和四正辛基溴化铵溶于甲苯，得到铅卤前驱体溶液；其中，溴化铅、四正辛基溴化铵和甲苯的用量比为0.05～0.13g:0.3～0.4g:10mL；

c、配制DDAC溶液：将双十二烷基二甲基氯化铵溶于甲苯中，得到DDAC溶液；其中，双十二烷基二甲基氯化铵与甲苯的用量比为1mol:15～25L；

d、第一次离子交换:以600～1000rpm搅拌铅卤前驱体溶液，并将铯前驱体溶液注入铅卤前驱体溶液中，2～3min后加入DDAC溶液，得到反应后溶液；