一种可用于LED照明和信息加密的双钙钛矿发光材料及其制备方法

本发明属于发光材料，具体涉及一种可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料，还涉及上述双钙钛矿发光材料的制备方法。

背景技术：

1、在led照明和信息加密领域，金属卤化物钙钛矿材料因为制备简单，并且易于实现高效和可调制的光发射，极具应用潜力。近年来，文献报道的cs2sncl6:bi3+荧光粉以其高荧光量子产率和宽发射带等优异的发光性能引起了极大的关注。

2、然而，尽管上述材料能够实现非常理想的蓝光发射，但是bi3+掺杂在这类216结构钙钛矿中不能实现发射光谱的调谐，这一缺陷使得该类材料在led照明和信息加密等应用方面受到制约。另一方面，文献报道的单晶/微米晶材料制备过程中生长单晶需要消耗大量的时间，这会大大增加生产过程中的能耗和时间成本。

3、基于此，如何实现bi3+掺杂216结构钙钛矿的发射光谱可调谐，以满足钙钛矿发光材料在led照明领域和信息加密领域的应用需求，同时缩短钙钛矿发光材料制备过程所需的时间并降低能耗，简化操作步骤，使其能够更好的满足产业化生产的需求，是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种发射光谱可调谐的可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料。

2、本发明的目的之二在于提供一种操作步骤简单、反应时间短的可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料的制备方法。

3、本发明实现目的之一采用的技术方案是：提供一种可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料；所述双钙钛矿发光材料的化学式为：[rb1-x(nh4)x]2sncl6：ybi3+；其中，x为nh4+的摩尔分数，0<x<1；y为bi3+的摩尔分数，0<y≤1。

4、本发明提供的双钙钛矿发光材料具有两个发射峰，在不同波长范围的紫外光激发下可发射蓝光或黄光。具体地，当采用波长为320～370nm的紫外光激发时，所述双钙钛矿发光材料发射蓝光；当采用波长为380～430nm的紫外光激发时，所述双钙钛矿发光材料发射黄光。

5、在一些较好的实施方式中，所述双钙钛矿发光材料的激发采用波长为350nm的紫外线，双钙钛矿发光材料发射出的波长范围为420～530nm，发射主波长为460nm，色坐标为(x＝0.175,y＝0.170)。

6、在一些较好的实施方式中，所述双钙钛矿发光材料的激发采用波长为390nm的紫外线，双钙钛矿发光材料发射出的波长范围为520～630nm，发射主波长为560nm，色坐标为(x＝0.389,y＝0.413)。

7、进一步地，通过调整上述化学式中x、y的取值，调整掺杂离子的比例，可以实现对于不同激发条件下发射光强度的调谐。

8、优选地，0.1≤x≤0.8，0.01≤y≤0.2。该条件下，采用波长为320～370nm的紫外光激发时，所述双钙钛矿发光材料发射的蓝光具有较高的强度。更优选地，0.1≤x≤0.8，0.02≤y≤0.1。

9、本发明实现目的之二采用的技术方案是：提供一种可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、按照[rb1-x(nh4)x]2sncl6：ybi3+中各元素的摩尔比例准备原料；其中，x为nh4+的摩尔分数，0<x<1；y为bi3+的摩尔分数，0<y≤1；

11、s2、将铷源和无机铵加入盐酸溶液中，混匀并加热至澄清，得到第一产物；

12、s3、将锡源和铋源加入盐酸溶液中，混匀并加热至澄清，得到第二产物；

13、s4、搅拌条件下，向所述第一产物中加入第二产物，于一定温度条件下进行反应，将产物离心处理后固液分离，固体产物经干燥、研磨，即得到可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料。

14、进一步地，步骤s2中，所述铷源选自铷的氧化物、碳酸盐或氯化物中的一种或多种的组合；所述无机铵选自氯化铵和/或氟化氢铵。优选地，铷源为氯化铷，无机铵为氯化铵。

15、进一步地，步骤s3中，所述锡源选自四氯化锡；所述铋源选自氯化铋和/或氧化铋。

16、进一步地，步骤s2和步骤s3中，所述盐酸溶液的质量分数为36％～38％(12mol/l)。锡源与步骤s2和s3中所用盐酸的总量的摩尔体积比为1：(5～10)mol/l。

17、优选地，步骤s2和步骤s3中，混匀在搅拌条件下进行，搅拌的转速为500～1500rpm，所述加热的温度为75～85℃。上述加热及搅拌条件能够加快原料的溶解速度，并有助于反应快速进行。

18、进一步地，步骤s4中，所述搅拌速度为500～1500rpm，反应的温度为75～85℃，所述反应的时间为5～20min。

19、优选地，步骤s4中，离心处理的转速为1000～5000rpm，干燥的温度为50～80℃，时间为8～24h，以去除产物中的残留溶剂。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、(1)本发明提供的可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料，具有两个发射峰，在不同波长范围的紫外光激发下可发射蓝光或黄光。其既可被波长范围320～370nm的紫外光激发，发射波长在420～530nm之间，又可被波长范围380～430nm的紫外光激发，发射波长在520～630nm之间，表现出良好的发射光谱可调谐性。进一步地，通过调节双钙钛矿发光材料化学式中不同掺杂离子的比例，还可以实现对于发射光强度的调谐。该双钙钛矿发光材料适用于紫外光led芯片激发和信息加密等领域，具有广阔的推广及应用前景。

22、(2)本发明提供的可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料的制备方法，采用溶液法快速制备可用于led照明和信息加密的[rb1-x(nh4)x]2sncl6：ybi3+发光材料。该制备方法采用溶液中快速反应的方式，可将总制备时间控制在0.5～1小时，相比于生长单晶节省了大量的时间，同时节约了大量的能源，可大幅降低发光材料制备的成本，适于批量生产及应用。

技术特征：

1.一种可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料，其特征在于，所述双钙钛矿发光材料在不同波长的紫外光激发下分别发射蓝光或黄光。

3.根据权利要求2所述的可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料，其特征在于，当采用波长为320～370nm的紫外光激发时，所述双钙钛矿发光材料发射蓝光；当采用波长为380～430nm的紫外光激发时，所述双钙钛矿发光材料发射黄光。

4.根据权利要求1所述的可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料，其特征在于，0.1≤x≤0.8，0.01≤y≤0.2。

5.根据权利要求4所述的可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料，其特征在于，0.1≤x≤0.8，0.02≤y≤0.1。

6.一种可用于led照明和信息加密的双钙钛矿发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述铷源选自铷的氧化物、碳酸盐或氯化物中的一种或多种的组合；所述无机铵选自氯化铵和/或氟化氢铵。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述锡源选自四氯化锡；所述铋源选自氯化铋和/或氧化铋。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s2和步骤s3中，所述盐酸溶液的质量分数为36％～38％。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述反应的温度为75～85℃，反应的时间为5～20min。

技术总结本发明提供一种可用于LED照明和信息加密的双钙钛矿发光材料，其化学式为[Rb<subgt;1‑x</subgt;(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;x</subgt;]<subgt;2</subgt;SnCl<subgt;6</subgt;：yBi<supgt;3+</supgt;，其中，0<x<1，0<y≤1；该双钙钛矿发光材料的制备采用溶液中快速反应的方式，将总制备时间控制在0.5～1h，相比于生长单晶节省了大量的时间和能源，大幅降低发光材料制备的成本。本发明制得的双钙钛矿发光材料具有两个发射峰，在不同波长范围的紫外光激发下可发射蓝光或黄光，表现出良好的发射光谱可调谐性；还可通过调节双钙钛矿发光材料化学式中不同掺杂离子的比例，实现对于发射光强度的调谐。该双钙钛矿发光材料适用于紫外光LED芯片激发和信息加密等领域，具有广阔的推广及应用前景。技术研发人员：胡青松,梁桂杰,龙彩云受保护的技术使用者：湖北文理学院技术研发日：技术公布日：2024/7/11