一种双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料及其制备方法和应用

本发明属于非铅卤化钙钛矿材料，具体涉及一种双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、当前，非铅卤化钙钛矿材料具有高的荧光量子效率，在照明、显示等领域表现出良好的应用前景。然而，这类钙钛矿材料的本征稳定性较差，光学性能易受水、氧气及光照等因素的影响。针对于此，制备稳定性高、荧光量子效率高的无铅钙钛矿具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料及其制备方法和应用，本发明提供的双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料在保持cs2zrcl6高荧光量子效率的同时，还显著提高了cs2zrcl6的储存稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

4、将铯盐和盐酸混合，得到铯盐溶液；

5、将锆盐、盐酸和功能化二氧化硅混合，得到锆盐混合溶液，所述功能化二氧化硅包括sio2-nh2、sio2-sh和sio2-scn中的一种或多种；

6、将所述铯盐溶液注入所述锆盐混合溶液中，得到所述双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料。

7、优选的，所述功能化二氧化硅的制备方法包括以下步骤：

8、将过氧化氢、浓硫酸和二氧化硅混合进行羟基化反应，得到sio2-oh；

9、将所述sio2-oh、醇溶剂和功能化试剂混合进行修饰，得到所述功能化二氧化硅，所述功能化试剂包括含有氨基的硅烷偶联剂、含有巯基的硅烷偶联剂和含有硫氰基的硅烷偶联剂中的一种或多种。

10、优选的，所述功能化试剂包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷和3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

11、优选的，所述铯盐和所述锆盐的摩尔比为(0.5～80)：(0.25～40)。

12、优选的，所述锆盐和所述功能化二氧化硅的用量比为(0.25～40)mmol：(0.01～1.6)g。

13、优选的，所述浓硫酸的质量百分含量≥98％，所述过氧化氢和浓硫酸的体积比为1：1；所述过氧化氢和所述二氧化硅的用量比为(10～50)ml：(0.1～0.5)g。

14、优选的，所述醇溶剂为乙醇；所述sio2-oh、醇溶剂和功能化试剂的用量比为(0.1～0.4)g：(5～20)ml：(0.5～2)ml。

15、优选的，所述二氧化硅的制备方法包括以下步骤：

16、将乙醇、水、氨水和正硅酸乙酯混合进行水解反应，得到所述二氧化硅；所述氨水的质量百分含量为25～28％，所述乙醇、水、氨水和正硅酸乙酯的体积比为(250～500)：(20～40)：(8～16)：(15～30)；所述水解反应的温度为35～50℃，时间为2.5～4h。

17、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料。

18、本发明提供了上述技术方案所述的双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料在制备照明材料或者显示材料中的应用。

19、本发明提供了一种双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：将铯盐和盐酸混合，得到铯盐溶液；将锆盐、盐酸和功能化二氧化硅混合，得到锆盐混合溶液，所述功能化二氧化硅包括sio2-nh2、sio2-sh和sio2-scn中的一种或多种；将所述铯盐溶液注入所述锆盐混合溶液中，得到所述双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料。本发明采用功能化二氧化硅作为cs2zrcl6的间隔层，得到的复合材料中，二氧化硅附着在钙钛矿表面，成功合成了双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料(实施例中的cs2zrcl6@sio2-nh2、cs2zrcl6@sio2-sh、cs2zrcl6@sio2-scn)，在保持cs2zrcl6高荧光量子效率的同时，还显著提高了cs2zrcl6的储存稳定性。同时，本发明提供的制备方法简单，在不改变原有cs2zrcl6双钙钛矿的制备流程和设备的前提下，显著提高了双钙钛矿的稳定性，适宜工业化生产。

20、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料。本发明提供的复合材料中：功能化二氧化硅附着在cs2zrcl6表面。本发明提供的复合材料在保持cs2zrcl6高荧光量子效率的同时，还显著提高了cs2zrcl6的储存稳定性。

技术特征：

1.一种双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述功能化二氧化硅的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述功能化试剂包括3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷和3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铯盐和所述锆盐的摩尔比为(0.5～80)：(0.25～40)。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述锆盐和所述功能化二氧化硅的用量比为(0.25～40)mmol：(0.01～1.6)g。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述浓硫酸的质量百分含量≥98％，所述过氧化氢和浓硫酸的体积比为1：1；所述过氧化氢和所述二氧化硅的用量比为(10～50)ml：(0.1～0.5)g。

7.根据权利要求2或6所述的制备方法，其特征在于，所述醇溶剂为乙醇；所述sio2-oh、醇溶剂和功能化试剂的用量比为(0.1～0.4)g：(5～20)ml：(0.5～2)ml。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅的制备方法包括以下步骤：

9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料。

10.权利要求9所述的双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料在制备照明材料或者显示材料中的应用。

技术总结本发明属于非铅卤化钙钛矿材料技术领域，具体涉及一种双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料及其制备方法和应用。本发明将铯盐和盐酸混合，得到铯盐溶液；将锆盐、盐酸和功能化二氧化硅混合，得到锆盐混合溶液，所述功能化二氧化硅包括SiO<subgt;2</subgt;‑NH<subgt;2</subgt;、SiO<subgt;2</subgt;‑SH和SiO<subgt;2</subgt;‑SCN中的一种或多种；将所述铯盐溶液注入所述锆盐混合溶液中，得到所述双钙钛矿/二氧化硅纳米复合材料。本发明采用功能化二氧化硅作为Cs<subgt;2</subgt;ZrCl<subgt;6</subgt;的形核位点，得到的纳米复合材料，在保持Cs<subgt;2</subgt;ZrCl<subgt;6</subgt;高荧光量子效率的同时，还显著提高了Cs<subgt;2</subgt;ZrCl<subgt;6</subgt;的储存稳定性。同时，本发明提供的制备方法简单，在不改变原有Cs<subgt;2</subgt;ZrCl<subgt;6</subgt;双钙钛矿的制备流程和设备的前提下，显著提高了双钙钛矿的稳定性，适宜工业化生产。技术研发人员：祖延清,甘润,冯爱玲受保护的技术使用者：宝鸡文理学院技术研发日：技术公布日：2024/5/16