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一种发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿及其制备方法、应用


技术摘要:
本发明公开了一种发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿及其制备方法、应用,其中,所述有机无机杂化钙钛矿的制备方法包括步骤:将2‑苯基乙胺和甲醇混合,滴加HBr溶液,制备得到溴代苯乙胺;将溴代萘甲基胺、溴代苯乙胺和溴化铅溶解在N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中得到混合溶液  全部
背景技术:
室温磷光(RTP)是在有机分子的三重态激子中产生并辐射到基态的光物理过程, 室温磷光因其具有激子衰减速率慢和发光效率高等独特的优势被广泛应用在有机发光、生 物光学成像以及光学防伪等领域。常用来产生室温磷光的方法有:通过引入重金属,如Pt和 Ir到有机配体中,促进有机与金属间的系间窜越,从而观察到室温磷光;通过使有机分子形 成晶体,减小分子震动,从而降低非辐射跃迁,产生室温磷光;或是通过把客体分子掺杂到 主体分子中,使得掺杂材料具有较强的磷光发射,产生室温磷光。 目前,一些有机分子如咔唑、苯基膦等在室温磷光领域已被广泛研究,其中,有机 无机杂化钙钛矿(ABX3,A=CH3NH ,HC(NH )2 3 2 ;B=Pb2 ,Sn2 ;X=Cl-,Br-,I-)具有带隙可调, 高的光吸收系数和强的光电转换效率等优点在光电领域受到广泛的关注。有机无机杂化钙 钛矿可分为三维有机无机杂化钙钛矿和二维有机无机杂化钙钛矿两种,相较于三维有机无 机杂化钙钛矿,二维有机无机杂化钙钛矿由于引入了更大的有机分子,可以增加材料的疏 水性,使其在空气中的稳定性有显著提升,但在二维有机无机杂化钙钛矿中进行RTP的研究 很少,而且很难实现。本发明中,通过引入大的π共轭有机官能团并将其与无机半导体层 [PbBr ]2-4 结合,有利于产生室温磷光,制备的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿可以拓展 其在光学领域的研究。
技术实现要素:
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种发室温磷光的有机无机杂 化钙钛矿的制备方法、应用,旨在解决现有的二维有机无机杂化钙钛矿中实现RTP比较困难 的问题。 本发明的技术方案如下: 一种发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的制备方法,包括步骤: 将2-苯基乙胺和甲醇混合均匀,滴加HBr溶液,制备得到溴代苯乙胺; 将萘甲基胺和甲醇混合均匀,滴加HBr溶液,制备得到溴代萘甲基胺; 将溴代萘甲基胺、溴代苯乙胺和溴化铅溶解在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中得到混合 溶液,其后,将所述混合溶液滴入不良溶剂中,析出有机无机杂化钙钛矿。 所述的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的制备方法,其中,将2-苯基乙胺和甲 醇混合均匀,滴加HBr溶液,制备得到溴代苯乙胺的步骤包括: 在0℃条件下,将2-苯基乙胺和甲醇进行混合搅拌,其后,缓慢滴入HBr溶液,得到 第一混合溶液; 在60-70℃条件下,蒸发所述第一混合溶液中的溶剂得到白色沉淀物,将所述白色 3 CN 111575001 A 说 明 书 2/6 页 沉淀物用乙醚进行清洗,其后,置于旋转蒸发仪中除去多余的乙醚,并于真空干燥箱中在 60-70℃下干燥处理,得到溴代苯乙胺。 所述的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的制备方法,其中,将萘甲基胺和甲醇 混合均匀,滴入HBr溶液,制备得到溴代萘甲基胺的步骤包括: 在0℃条件下,将萘甲基胺和甲醇进行混合搅拌,其后,缓慢滴入HBr溶液,得到第 二混合溶液; 在60-70℃条件下,旋转蒸发所述第二混合溶液中的溶剂后得到棕黄色沉淀物,将 所述棕黄色沉淀物用乙醚洗涤多次,其后,置于旋转蒸发仪中除去多余的乙醚,并于真空干 燥箱中在60-70℃下干燥处理,得到溴代萘甲基胺。 所述的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的制备方法,其中,将所述混合溶液滴 入甲苯溶液中,析出有机无机杂化钙钛矿的步骤包括: 在400r/s的转速条件下,将所述混合溶液滴入甲苯溶液中进行搅拌处理,搅拌时 间为30min,制备得到有机无机杂化钙钛矿粉末; 将所述有机无机杂化钙钛矿粉末进行真空抽滤,其后,置于真空干燥箱中,在温度 为50℃的条件下烘干2h,得到白色的有机无机杂化钙钛矿粉末。 所述的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的制备方法,其中,在手套箱内将所述 混合溶液滴入甲苯溶液中,析出有机无机杂化钙钛矿。 所述的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的制备方法,其中,所述不良溶剂为甲 苯溶液。 一种发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿,其中采用上述任一所述的制备方法制备 而成。 一种发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的应用,其中,将所述发室温磷光的有机 无机杂化钙钛矿用于制备基于紫外灯的白光发光二极管。 有益效果:本发明提供一种发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿粉末及其制备方 法、应用,通过将三线态能级低于无机层[PbBr 2-4] 激发态能级的典型有机荧光分子萘甲基 铵(NEA)掺入到二维的有机无机杂化钙钛矿中,实现了从无机组分到有机三重态的能量转 移并生成RTP,实现了二维有机无机杂化钙钛矿中实现RTP的问题。 附图说明 图1为本发明一种发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的制备方法的流程示意图。 图2为本发明一种发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的制备方法的较佳实施例的 操作示意图。 图3为本发明实施例中所制备的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的XRD图。 图4为本发明实施例中所制备的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的扫描电镜 图。 图5为本发明实施例中所制备的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的红外光谱 图。 图6为本发明实施例中所制备的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的UV和PL图。 图7为本发明实施例中所制备的发室温磷光的有机无机杂化钙钛矿的磷光寿命 4 CN 111575001 A 说 明 书 3/6 页 图。 图8为本发明基于实施例3中制备的二维室温磷光钙钛矿(PEA)0.8(NEA)1.2PbBr4制 备WLED的流程示意图。 图9为本发明实施例3中所制备的二维室温磷光钙钛矿(PEA)0 .8(NEA)1 .2PbBr4的 WLED发光图谱以及CIE色度图和色温图。
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