一种高效蓝色发光溴化铯纳米棒的制备方法及应用

本发明属于材料制备领域，更具体地，涉及一种高效蓝色发光溴化铯纳米棒的制备方法及应用。

背景技术：

1、发光材料是当今生活重要的组成部分之一，应用广泛，从能源到信息、环境、医疗技术。随着时间的推移，各种类型的发光材料被开发出来，包括有机、聚合物发射体、过渡金属配合物、稀土掺杂荧光粉、纳米晶体和有机-无机杂化钙钛矿，其中最近研究比较热的领域是有机-无机钙钛矿材料及器件。

2、发光二极管作为一种新兴的显示技术，因它的制造成本低、色域宽、发光光谱窄、稳定性好等优势，在具有竞争力的创新显示技术中拥有着巨大的应用前景。基于金属卤化物钙钛矿半导体量子点的发光二极管因其具有颜色可调、高亮度、窄发射带宽、溶液处理能力以及与柔性衬底的兼容性等优点，被认为是应用于显示领域且极具前景的光源之一。尤其是铅基钙钛矿材料因自身拥有着高的发光效率、发射波长可调等优点，而被广泛应用在显示设备、发光二极管及光伏器件领域里，然而，其含有重金属元素铅，不仅对人体产生危害，还对环境造成不同程度的污染，因而人们希望制备出对环境友好的高效稳定材料和器件。

3、迄今为止，通过优化低维发光材料和器件结构，红色和绿色发光二极管（lightemitting diodes, led）的效率和稳定性得到了显著提高，红色和绿色的钙钛矿已经实现了超过20%的外部量子效率，甚至已经准备好开始商业化。然而作为三原色之一的蓝色led，在器件效率和稳定性方面均落后于红色和绿色led。因此，制备高质量的无毒或低毒蓝光纳米材料是未来实现发光材料全色显示的关键。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中高质量的无毒或低毒蓝光纳米材料缺乏的问题，本发明提供一种高效蓝色发光溴化铯纳米棒的制备方法及其在制备led器件中的应用，本发明通过室温下配体辅助再沉淀法得到了高效稳定的纳米棒发光材料，实现了在led器件上的应用。

2、本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种高效蓝色发光溴化铯纳米棒的制备方法：

4、本发明采用配体辅助再沉淀法（室温反应条件下）制备了发蓝光的溴化铯纳米棒，制备出量子效率高达48.95%的溴化铯纳米棒，得到结晶度好，分散均匀的发光材料。

5、具体制备步骤如下：

6、（1）前驱体溶液的制备：将csbr加入dmf中，搅拌溶解之后，加入配体油酸和油胺，在45 ℃的下反应得到伴有部分沉淀的白色胶体前驱体溶液。本步骤中，得到伴有沉淀的白色胶体前驱体溶液即表示成功得到前驱体溶液，可通过对csbr、油酸、油胺的用量进行优化筛选成功制备得到所述前驱体溶液，csbr、油酸、油胺的用量可通过常规优化筛选方式得出。

7、其中，优选的，所述csbr、油酸、油胺的用量比为55.23mg：1ml：1ml，dmf用量可以将csbr溶解即可，优选为20ml。

8、（2）溴化铯纳米棒的制备：向环己烷中缓慢注入的前驱体溶液，搅拌，反应5分钟后，室温条件下放置1小时左右，得到溴化铯纳米棒粗溶液。对得到的溴化铯纳米棒进行检测，其发光在蓝色发光区表明成功制备得到了本发明的蓝色发光溴化铯纳米棒。可通过对环己烷和前驱体溶液的用量进行优化筛选成功制备所述溴化铯纳米棒粗溶液。环己烷和前驱体溶液的用量可通过常规优化筛选方式得出。

9、优选的，前驱体溶液和环己烷的体积比为1：4，所述前驱体溶液的浓度为0.05mol/l。

10、（3）溴化铯纳米棒的纯化：将制备的溴化铯纳米棒粗溶液离心去掉大颗粒的沉淀。

11、采用上述方法制备得到的溴化铯纳米棒的透射电镜长度大约500纳米，直径约为50纳米左右，纳米棒的晶面间距为0.25纳米，对应（111）晶面。xrd衍射结果显示出较强的衍射峰，各个衍射峰比较尖锐，表明纳米棒结晶质量较好。

12、通过光致发光谱，发现所制备的溴化铯纳米棒在404纳米、430纳米和456纳米处有三个蓝光发射峰，430纳米处的发射峰尖锐且强度大。溴化铯纳米棒的吸收峰在350～395纳米。该纳米棒的发光效率达到48.95%，此前从未见过这样强的蓝色发光现象。

13、本发明还发现对溴化铯纳米棒进行二氧化硅修饰，可以提高其发光强度。

14、本发明用不同量的sio2复合溴化铯纳米棒，观察其荧光强度的变化，结果发现sio2对溴化铯纳米棒修饰后，荧光强度有所提高。

15、本发明还提供了上述溴化铯纳米棒在制备白光led器件中的应用。

16、将溴化铯纳米棒环己烷溶液加入et-821a 和b的硅胶混合物中，et-821a和b的重量比保持在4:1，搅拌，使溴化铯纳米棒与硅胶充分混合，得到溴化铯纳米棒硅胶混合物。溴化铯纳米棒环己烷溶液加入et-821a 和b的硅胶混合物的体积比为2:1；

17、将y3al5o12（yag）荧光粉和et-821a 和b硅胶混合物混合，得到黄色荧光粉硅胶混合物。y3al5o12（yag）荧光粉和et-821a 和b硅胶混合物的用量比为1g:1ml；

18、将溴化铯纳米棒硅胶混合物涂在365 nm gan led芯片上，在溴化铯纳米棒硅胶混合物的表面再加入黄色荧光粉硅胶混合物，制作了简易的白光发光二极管（wled）。本步骤中，溴化铯纳米棒硅胶混合物的用量大于黄色荧光粉硅胶混合物。

19、总体而言，与现有技术相比，本发明取得了下列有益效果：

20、本发明通过室温方法获得一种蓝色高效发光溴化铯纳米棒的简单制备方法，这种方法能够用于蓝色显示薄膜，用来解决三原色中蓝色发光效率不高的问题。该溴化铯纳米棒的取向可以与显示屏的液晶相结合，可能产生出合适的偏振光。

21、本发明得到的溴化铯纳米棒能够与二氧化硅结合，提高材料的发光效率，与显示器件和工艺的兼容性好。

技术特征：

1.一种高效蓝色发光溴化铯纳米棒的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述csbr、油酸和油胺的用量比为：55.23 mg：1 ml：1 ml；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对纯化得到的溴化铯纳米棒进行二氧化硅修饰。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，向纯化后的溴化铯纳米棒环己烷溶液中加入正硅酸乙酯，室温下反应30分钟。

5.权利要求1～4任一项所述的制备方法制备得到的溴化铯纳米棒在制备白光led器件中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤（1）具体为：将溴化铯纳米棒环己烷溶液加入et-821a和b的硅胶混合物中，搅拌，得到溴化铯纳米棒硅胶混合物。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述et-821a和b的重量比为4:1。

9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤（2）具体为：将黄色荧光粉和et-821a和b硅胶混合物混合，得到黄色荧光粉硅胶混合物。

10.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤（3）具体为：将溴化铯纳米棒硅胶混合物涂在365 nm led芯片上，在溴化铯纳米棒硅胶混合物的表面再加入黄色荧光粉硅胶混合物，制成白光发光二极管。

技术总结本发明属于材料制备领域，更具体地，涉及一种高效蓝色发光溴化铯纳米棒的制备方法及应用。本发明通过室温下配体辅助再沉淀法得到了高效稳定的溴化铯纳米棒发光材料，另外，本发明发现利用SiO<subgt;2</subgt;对溴化铯纳米材料进行修饰，可以进一步提高其发光效率；另外，本发明所制备的溴化铯发光纳米棒可很好地应用于发光二极管器件中。本发明所制备的溴化铯纳米棒的发光量子产率可达48.95%，且光稳定性好，具有低毒性以及合成方便等特点，制备方法简单、高效、易于掌握，在LED显示等纳米光子学器件领域有重要应用前景。技术研发人员：高丽珍,李天锋,何星意,王晓娟,郭立俊受保护的技术使用者：河南大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29