一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@CNMS复合物

本发明涉及纳米材料，具体是一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物。

背景技术：

1、具有cpl特性的手性功能材料近年来在3d显示，信息加密，生物成像，以及cp-led领域发展迅速。特别是，具有cpl的低维层状混合钙钛矿材料因其可调谐的化学组成和灵活的晶体结构而成为候选材料之一。

2、通常，制备cpl活性低维钙钛矿材料常见方法是使用手性有机分子作为间隔阳离子来构建本征手性低维钙钛矿物质。然而，这种策略通常赋予卤化物钙钛矿相对较弱的cpl，其glum仅在10-3以内。由于本征钙钛矿的磁跃迁偶极矩贡献有限，很难通过简单地设计手性分子阳离子来进一步增强本征手性钙钛矿晶体的手性光学性质。因此，非常希望通过微观设计将手性光学活性扩展到微观水平的非手性卤化物钙钛矿，以产生强大的cpl发射。例如，手性凝胶、手性聚合物和手性向列相液晶已被用作基质合成cpl活性金属卤化物钙钛矿，赋予三维卤化物钙钛矿10-3以上的高glum。然而，依然没有在cpl活性非手性低维钙钛矿中进行探索。

3、低维钙钛矿的柔性晶体结构和离子组成为智能控制结构-性能关系提供了巨大的可能性，以响应湿度、ph、光照和电场等外部刺激。例如，室温下溶剂响应变色可以通过将乙醇插入2d oa2mapb2i7来实现；或者形成在3d mapbbr3和0d ma4pbbr6·2h2o之间过渡的可逆水合物。然而，不同于ma基钙钛矿，fa基钙钛矿不会表现出水合物相。fa基钙钛矿在接触水分后，在氢键作用力下通过可逆层的形成和合并，形成跨越2d fa2pbx4(n＝1)到3dα-fapbx3(n＝∞)，最后是1dδ-fapbi3的化合物。低维金属卤化物钙钛矿的刺激响应智能特性和手性的结合可能会给cpl活性体系带来新的功能和复杂性，这可能会带来可切换手性性能，例如强度和发射可调。尽管如此，到目前为止，大多数典型的cpl开关系统主要由有机超分子组装材料构建，但有机分子繁琐的合成和复杂的组装过程可能会阻碍其实际应用。具有简单合成工艺的低维卤化物钙钛矿作为具有cpl活性的智能手性材料一直被忽视。通过将响应性低维卤化物钙钛矿集成到手性基质中，可以充分利用智能和手性性能来调控手性杂化材料的功能。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物。

2、本发明所采取的技术方案如下：一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其制备方法包括以下步骤：

3、s1：以cnc作为手性硬模板来源，纤维素纳米晶和硅源搅拌混合后，蒸发自组装形成cnc@cnms薄膜，将cnc@cnms薄膜热解去除cnc得到具有cnc手性向列结构的cnms薄膜；

4、s2:以卤化甲脒和卤化铅为钙钛矿前驱物，以dmf为溶剂，形成前驱液；

5、s3：将s1中获得的cnms薄膜浸泡在s2所制备的前驱液中，高温蒸发溶剂得到具有可逆的湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物。

6、优选的，步骤s2中，所述卤化甲脒和卤化铅的摩尔比为1-5:1。

7、优选的，步骤s2中，所述卤化甲脒和卤化铅的摩尔比为4:1。

8、优选的，所述卤化铅为溴化铅，所述卤化甲脒为溴化甲脒。

9、优选的，步骤s2中，所述前驱液的浓度为0.2-1.0m。

10、优选的，步骤s2中，所述前驱液的浓度为0.8m。

11、优选的，步骤s1中的硅源为原硅酸四甲酯。

12、优选的，步骤s1中，所述cnc为cnc水溶液，其ph为2-3。

13、优选的，步骤s3中，高温蒸发的温度为50-70℃。

14、优选的，可应用于湿度的可视化监测。

15、本发明的有益效果如下：

16、1、本发明创新地将cnms与fan+1pbnbr3n+1相结合，获得了具有可逆cpl变色特性的fan+1pbnbr3n+1@cnms。通过探讨前驱物fabr与pbbr2的比例与前驱盐浓度对材料的湿度可逆变色特性的影响，得到0.8m的fan+1pbnbr3n+1@cnms具有最佳的湿度响应能力，样品在加湿过程中实现了由2d到3d的相转变，pl光谱实现了从天蓝光到绿光范围的跨越。此外，由于cnms的手性结构，在加湿前后样品的cpl，cd，glum都发生了明显的变化。fan+1pbnbr3n+1@cnms在经历了三个湿度循环后，加湿前后的cpl强度依然有初始cpl强度的90％。

17、2、通过调控fapbx3中的卤素组成，fan+1pbnbr3n+1@cnms复合材料光谱在460nm到600nm内可控。

18、3、通过筛选cnms的螺距来实现与fapbbr3发射带最匹配的pbg，当cnms的pbg为500nm时，fapbbr3@cnms的glum高达-0.09。

技术特征：

1.一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于：步骤s2中，所述卤化甲脒和卤化铅的摩尔比为1-5:1。

3.根据权利要求2所述的一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于：步骤s2中，所述卤化甲脒和卤化铅的摩尔比为4:1。

4.根据权利要求2所述的一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于：所述卤化铅为溴化铅，所述卤化甲脒为溴化甲脒。

5.根据权利要求1所述的一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于：步骤s2中，所述前驱液的浓度为0.2-1.0 m。

6.根据权利要求5所述的一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于：步骤s2中，所述前驱液的浓度为0.8m。

7.根据权利要求1所述的一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于：步骤s1中的硅源为原硅酸四甲酯。

8.根据权利要求1所述的一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于： 步骤s1中，所述cnc为cnc水溶液，其ph为 2-3。

9.根据权利要求1所述的一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于：步骤s3中，高温蒸发的温度为50-70℃。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@cnms复合物，其特征在于，可应用于湿度的可视化监测。

技术总结本发明提供一种具有可逆湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@CNMS复合物，其制备方法包括以下步骤：S1：以CNC作为手性硬模板来源，纤维素纳米晶和硅源搅拌混合后，蒸发自组装形成CNC@CNMS薄膜，将CNC@CNMS薄膜热解去除CNC得到具有CNC手性向列结构的CNMS薄膜；S2:以卤化甲脒和卤化铅为钙钛矿前驱物，以DMF为溶剂，形成前驱液；S3：将S1中获得的CNMS薄膜浸泡在S2所制备的前驱液中，高温蒸发溶剂得到具有可逆的湿度响应变色特性的低维非手性卤化物钙钛矿@CNMS复合物。技术研发人员：潘霜,陈亦皇,温樟川,王舜,金辉乐,王会会,俞思颖受保护的技术使用者：温州大学新材料与产业技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/18