[发明专利]一种CsPbBr3

说明书

本发明公开了一种CsPbBrsubgt;3/subgt;@SiOsubgt;2/subgt;钙钛矿量子点的应用，属于水质检测技术领域。在合成量子点时，加入多种配体。利用热注射法合成钙钛矿量子点之后，采用离心的方法收集量子点，并使用正己烷与乙酸乙酯的混合溶剂进行清洗，洗去量子点表面的部分配体。最后使量子点表面的含硅配体发生水解，在量子点表面包覆一层很薄的非连续壳层。该钙钛矿量子点核壳结构具有较好的水稳定性，同时又具有孔隙可与相关金属离子接触，使量子点的荧光发生猝灭。本发明制备的钙钛矿量子点核壳结构可高效的检出铜离子或汞离子，且受其他离子的影响较小。本发明提出的方法可有效抑制量子点在水中的水解，对量子点的合成和水质检测应用具有重要意义。

技术领域

本发明属于水质检测技术领域，具体涉及一种CsPbBr₃@SiO₂钙钛矿量子点的应用。

背景技术

随着工业的快速发展，工业废水中的重金属离子因其环境毒性、不可生物降解性和持久性对生物和环境构成了严重威胁。重金属在环境与健康领域主要是指砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、汞(Hg)等生物毒性显著的元素，也泛指镍(Ni)、铜(Cu)、锰(Mn)、锌(Zn)等一般重金属。因此，开发检测和清除有毒重金属离子的方法是该领域研发的热点。

重金属离子检测技术主要分为三大类：光学检测技术、光谱检测技术和电化学检测技术。其中光谱法虽然具有较高的灵敏度，但成本昂贵，处理过程繁杂且更倾向于实验室实验。电化学检测法灵敏度高、设备简单、分析速度快，但易受其他离子干扰、出现重叠峰且电极易腐蚀。荧光分析法是一种通过被分析物改变荧光材料物理化学性质的方法，具有灵敏度高、选择性强、使用简便等优点，选择合适的荧光材料可以快速准确检测出目标物且抗干扰能力强，对环境检测具有极大的发展潜力，可检测水体中多种离子。由于具有可调谐的荧光发射波长，高的光致发光量子产率(PLQY)和窄的全宽半最大(FWHM)等优点，钙钛矿纳米晶被认为是最有前途的荧光探针。

钙钛矿量子点很容易受到外界环境因素影响如水、氧气等而导致荧光猝灭。为解决这一问题，许多研究采用包覆的方法在钙钛矿量子点表面形成较厚和较致密的壳层，从而提升钙钛矿量子点的稳定性。这些壳层虽能改善钙钛矿量子点的稳定性，有些甚至可使钙钛矿量子点在水中稳定存在较长的时间，但也阻碍了钙钛矿量子点与外界联系(如载流子迁移等)，对钙钛矿量子点在传感检测和光电器件中的应用具有不利影响。因此，研究新型的钙钛矿量子点表面壳层，以实现平衡钙钛矿量子点的稳定性和其与外界的联系具有重要的意义。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种CsPbBr₃@SiO₂钙钛矿量子点的应用，使用热注射法合成钙钛矿量子点，之后，采用离心的方法收集量子点，并使用一定比例的正己烷与乙酸乙酯的混合溶剂进行清洗，洗去量子点表面的部分配体。最后使量子点表面的含硅配体发生水解，在量子点表面包覆一层很薄的非连续性SiO₂壳层，实现既提高钙钛矿量子点的稳定性，又可高效检出铜离子和汞离子的目的。

根据本发明，一种CsPbBr₃@SiO₂钙钛矿量子点的应用，用于检测水中的Cu²⁺或Hg²⁺，所述钙钛矿量子点的制备方法包括：

S1制备油酸铯溶液：将碳酸铯(Cs₂CO₃)，油酸(OA)和1-十八烯(ODE)混合，加热搅拌并抽真空，直至碳酸铯完全溶解，得到溶液A；

S2制备APTES-PbBr₂溶液：将溴化铅(PbBr₂)、油胺(OAm)、油酸(OA)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、1-十八烯(ODE)混合，加热搅拌并抽真空，直至溴化铅完全溶解，得到溶液B；

S3制备CsPbBr₃@SiO₂量子点：