一种具有橙红色荧光的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体及其制备方法

本发明涉及发光材料，具体涉及一种具有橙红色荧光的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体及其制备方法。

背景技术：

1、在发光材料领域，目前普遍的方法是采用离子掺杂。离子掺杂是通过向材料中引入掺杂离子来改变其电子结构，从而改善其光学性能。这种方法的优势在于可以通过控制掺杂离子的种类和浓度来实现对发光材料的光学性能的调节和控制。

2、在离子掺杂的过程中，添加的掺杂离子通常具有不同的价电子，这可以改变材料的能带结构，从而改变材料的光吸收和发射等性质。例如，通过向硫化锌(zns)中掺入铜离子(cu2+)，可以用于制备绿色和黄色的发光材料；通过掺入锰离子(mn2+)，则可以制备红色和黄色的发光材料。再如林洪军等人通过掺杂策略将sb3+离子引入钙钛矿衍生物(nh4)2sncl6中，合成了荧光发光范围从黄色到近红外波段动态可调的激发依赖性钙钛矿(nh4)2sncl6:sb3+(j.phys.chem.lett.2023,14(4):1460)。又如党佩佩、张国栋等人将re3+(re：nd,ho,er,tm)离子共掺杂到cs4mnbi2cl12中得到cs4cdmnbi2cl12:re3+，产生了覆盖近红外i区和近红外ii区的超宽发射(chem.mater.2023,35(4):1640)。再如：pb(oh)br只能发出淡绿色荧光(mater.res.bull.,2011,46(4):487-491)，刘贵源等人将cu+掺杂进入其中得到红色荧光粉(pb(oh)br:cu+)并成功将其应用至发光led领域(j.mater.chem.c,2021,9(29):9178-9187)。值得一提的是，o.i.siidra和李小伟等人利用水热法分别合成出黄色pb(oh)i(mineral.mag.2013,77(8):3239-3248)和无色pb(oh)i(inorg.chem.comm.2023,11096)，遗憾的是作者并未探索pb(oh)i的荧光性能。合成荧光材料往往需要用到价格昂贵的稀土元素作为共掺杂剂，且需要采用高耗能的高温煅烧手段，或者需要使用具有挥发性的有机试剂来制备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种具有橙红色荧光的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体及其制备方法。

2、为了实现以上目的，本发明的技术方案之一为：一种具有橙红色荧光的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体，其化学式为pb(oh)i(1-x)brx(其中，0≤x<1)，该晶体属于正交晶系，空间群为pnma。

3、在本发明一优选实施方式中，所述羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体的晶体结构是由pb离子和羟基交替连接形成羟基铅一维链及链之间填充的卤素离子构成，所述羟基溴碘化铅晶体中卤素离子为碘和溴共同占位形式。

4、进一步优选的，所述羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体的一个晶胞内包含有两条羟基铅一维链。

5、为了实现以上目的，本发明的技术方案之二为：一种具有橙红色荧光的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体的制备方法，包括以下步骤：

6、(1)将去离子水、溴化铅、碘化铅、氧化物和碱性物质置于水热反应釜中；

7、(2)将水热反应釜保温后再冷却至室温；

8、(3)将步骤(2)得到的产物超声清洗除杂，得到无色透明的具有橙红色荧光的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅。

9、采用水热法制备。

10、在本发明一优选实施方式中，所述步骤(1)中溴化铅、碘化铅、氧化物和碱性物质的摩尔比为(0-5.0):1.0:(0.5-5.0):(1.0-5.0)。

11、在本发明一优选实施方式中，所述步骤(1)中溴化铅、碘化铅、氧化物和碱性物质的总添加量与去离子水的摩尔配比是(4-6):(200-250)。

12、在本发明一优选实施方式中，所述步骤(1)中氧化物可为pbo，zno，sio2，geo2等，其添加量为溴化铅、碘化铅总量的0.5-2倍。

13、在本发明一优选实施方式中，所述步骤(1)反应釜中去离子水、溴化铅、碘化铅、氧化物和碱性物质的填充率为20-90vol％，即去离子水、溴化铅、碘化铅、氧化物和碱性物质的总体积占反应釜的20-90vol％。

14、在本发明一优选实施方式中，所述步骤(1)中碱性物质为naoh、lioh、koh中的一种或者混合物。

15、在本发明一优选实施方式中，所述步骤(2)中保温温度为120-240℃，保温时间为1-7天。

16、现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

17、1.本发明的荧光材料，采用低能耗的水热法合成，可节约能源；

18、2.本发明使用的原料均为价格低廉的化学药品，相较于传统的荧光粉，可大大节约制备成本；

19、3.现有固体荧光粉大都是通过高温煅烧合成的，本发明的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅采用水热法制备，具有操作简便，生长周期短，成本低等优点；

20、4.本发明的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅不含结晶水，晶体呈现无色透明针状或粒状，粉末为白色；

21、5.本发明的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅具有橙红色荧光，在365nm紫外灯下会发射橙红色荧光，可应用于制备发光led、荧光膜、光学防伪装置等光学领域。

技术特征：

1.一种具有橙红色荧光的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体，其特征在于，其化学式为pb(oh)i(1-x)brx(其中0≤x<1)，该晶体属于正交晶系，空间群为pnma。

2.如权利要求1所述的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体，其特征在于，所述羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体的晶体结构是由pb离子和羟基交替连接形成羟基铅一维链及链之间填充的卤素离子构成，所述羟基溴碘化铅晶体中卤素离子为碘和溴共同占位形式。

3.如权利要求1所述的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体，其特征在于，所述羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体的一个晶胞内包含有两条羟基铅一维链。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体的制备方法，

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中溴化铅、碘化铅、氧化物和碱性物质的摩尔比为(0-5.0):1.0:(0.5-5.0):(1.0-5.0)。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中溴化铅、碘化铅、氧化物和碱性物质的总添加量与去离子水的摩尔配比是(4-6):(200-250)。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氧化物为pbo、zno、sio2、geo2中的一种，氧化物添加量为溴化铅和碘化铅总量的0.5-2倍。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中反应釜中去离子水、溴化铅、碘化铅、氧化物和碱性物质的填充率为20-90vol％。

9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碱性物质为naoh、lioh、koh中的一种或多种。

10.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中保温温度为

技术总结本发明涉及发光材料技术领域，具体公开了一种具有橙红色荧光的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅晶体及其制备方法，其化学式为Pb(OH)I<subgt;(1‑x)</subgt;Br<subgt;x</subgt;(其中0≤x<1)，该晶体属于正交晶系，空间群为Pnma。本发明的荧光材料，采用低能耗的水热法合成，可节约能源；本发明使用的原料均为价格低廉的化学药品，相较于传统的荧光粉，可大大节约制备成本；现有固体荧光粉大都是通过高温煅烧合成的，本发明的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅采用水热法制备，具有操作简便，生长周期短，成本低等优点；本发明的羟基碘化铅或羟基溴碘化铅具有橙红色荧光，在365nm紫外灯下会发射橙红色荧光，可应用于制备发光LED、荧光膜、光学防伪装置等光学领域。技术研发人员：黄雅熙,黄蕊,马瑶,林萱,申宇辰受保护的技术使用者：厦门大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18