[发明专利]一种反应条件温和制备掺杂卤素双钙钛矿荧光粉的方法

说明书

本发明公开了一种反应条件温和制备掺杂卤素双钙钛矿荧光粉的方法。该荧光粉的化学式为：Cs₂NaInX₆:Sb³⁺，其中X为Cl或者Cl和Br的混合。本发明通过配制饱和氯化钠溶液与饱和溴化钠溶液，利用饱和氯化钠溶液溶解铯盐、铟盐、锑盐配制成相对应的前驱体溶液，按比例混合氯化钠饱和溶液、溴化钠饱和溶液、铟盐前驱体和锑盐前驱体，再最后滴加铯盐前驱体即可生成掺杂双钙钛矿荧光粉。本发明方法简单高效、绿色环保、反应条件温和；得到的荧光粉有优异的发光性能。

技术领域

本发明属于纯无机荧光粉技术领域，具体涉及一种无铅卤素双钙钛矿荧光粉的制备方法。

背景技术

含铅卤素钙钛矿优异的光电性能受到学者广泛的关注，其优点包括高光致发光量子产率和高缺陷容限，但由于自身结构的不稳定和铅离子的毒性，阻碍了它的商业化应用。

探索使用其他金属离子代替铅离子来解决含铅卤素钙钛矿的缺陷，其中利用一个一价的阳离子和一个三价的阳离子取代两个Pb²⁺离子合成A₂BB’X₆型卤素双钙钛矿是合成卤素钙钛矿的一种全新的策略。其中，Cs₂NaInCl₆因其自陷激子发射导致的宽光谱发光、直接带隙特性、较长的载流子寿命而受到广泛关注。未掺杂的Cs₂NaInCl₆的量子产率1%，通过掺杂Sb³⁺的Cs₂NaInCl₆可以实现蓝色光致发光，其量子产率就达到78.9%。

在以往的报道中Cs₂NaInCl₆的合成方法如水热法、共沉淀法是合成单晶和微米晶粒最常用的方法，合成过程中无法避免的使用了浓盐酸作为溶剂。以往的反应需要加热进行并且反应中使用浓盐酸作为一种强酸对环境不友好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服背景技术存在的问题，提供一种操作简便、绿色环保、常温常压下、可大量合成Cs₂NaInX₆:Sb³⁺钙钛矿荧光粉的新方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案解决：

一种反应条件温和制备掺杂卤素双钙钛矿荧光粉的方法，包括如下步骤：

(1)将过量NaCl溶解在超纯水中，取上层清液得到饱和氯化钠溶液；将过量的NaBr溶解在超纯水中，取上层清液得到饱和溴化钠溶液；

(2)将5mmol的铟盐加入到10ml的饱和氯化钠溶液中得到溶液A；

(3)将10mmol的铯盐加入到9ml的饱和氯化钠溶液与1ml的超纯水的混合溶液中得到溶液B；

(4)将2.5mmol的锑盐加入到10ml的饱和氯化钠溶液中得到溶液C；

(5)取1ml溶液A、0.05ml溶液C、2-a ml饱和氯化钠溶液和a ml饱和溴化钠溶液加入到烧杯中，在剧烈搅拌的条件下用移液枪取1ml溶液B滴加到烧杯中，待溶液B滴加完后继续搅拌30分钟；过滤，获得的沉淀用有机溶剂洗涤3次，并于60℃干燥12个小时，最终制得掺杂卤素双钙钛矿荧光粉。

进一步的，铯盐为CsCl；铟盐为InCl₃；锑盐为SbCl₃。

进一步的，步骤（5）中饱和氯化钠溶液、饱和溴化钠溶液体积比例为2-a：a；其中a的取值分别为0-2。

进一步的，所述荧光粉的化学式为：Cs₂NaInX₆:Sb³⁺，其中X为Cl或者Cl和Br的混合。荧光粉的激发波长320-360nm；发光颜色为蓝紫-蓝绿色。

本发明有益效果在于：