【摘 要】
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全无机卤化物钙钛矿材料(CsPbX3,X=Cl,Br,I)具有元素组成和粒径可调的特点,同时具有载流子迁移率长、光吸收系数高、发射光谱窄等优异的光学性能。此外,均匀的形态、大的激子结合能和低的陷阱密度能够实现高光致发光量子效率。但全无机钙钛矿量子点对水、空气等外界环境特别敏感,不利于全无机钙钛矿量子点在各个领域的应用,因此,如何提高全无机钙钛矿量子点的稳定性是其能否商业化的关键。本文通过离子掺杂、
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全无机卤化物钙钛矿材料(CsPbX3,X=Cl,Br,I)具有元素组成和粒径可调的特点,同时具有载流子迁移率长、光吸收系数高、发射光谱窄等优异的光学性能。此外,均匀的形态、大的激子结合能和低的陷阱密度能够实现高光致发光量子效率。但全无机钙钛矿量子点对水、空气等外界环境特别敏感,不利于全无机钙钛矿量子点在各个领域的应用,因此,如何提高全无机钙钛矿量子点的稳定性是其能否商业化的关键。本文通过离子掺杂、聚合物包覆等方法以及利用静电纺丝技术制备量子点薄膜,以提高CsPbI3钙钛矿稳定性。主要研究成果如下:(1)通过掺杂Zn2+(0.1 mmol、0.2 mmol、0.3 mmol)取代部分Pb2+,选择聚苯乙烯(PS)作为聚合物包覆材料,利用静电纺丝技术使得CsPbI3纳米晶在聚合物纤维中原位生长,制备出Zn-CsPbI3@PS薄膜。Zn2+最佳掺杂量为0.3 mmol,Zn-CsPbI3@PS纤维的直径为500 nm-1.5μm,薄膜接触角为125°-131°,薄膜在水中可保持1周的荧光发光。(2)通过掺杂Zn2+(0.1 mmol、0.15 mmol、0.2 mmol、0.25 mmol)取代部分Pb2+,选择聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为聚合物包覆材料,利用静电纺丝技术使得CsPbI3纳米晶在聚合物纤维中原位生长,制备出Zn-CsPbI3@PMMA薄膜,Zn2+最佳掺杂量为0.2mmol。Zn-CsPbI3@PMMA纤维的直径为300 nm-700 nm,薄膜接触角为121°-137°,薄膜在水中可保持2周的荧光发光,在空气中可保存5个月。用薄膜构筑的WLED器件,得到分别对应于466 nm(蓝光)、530 nm(绿光)和674 nm(红光)的发射峰,CIE色坐标为(0.2954,0.3103),色温为7707 K。(3)通过额外加入邻苯二甲酰亚胺配体钝化制备Zn-CsPbI3@PMMA EFs。Zn-CsPbI3@PMMA EFs的PL强度是没有邻苯二甲酰亚胺的Zn-CsPbI3@PMMA EFs的1.6倍;对亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)的光催化降解率分别达到87.48%和77.03%;对MB、MO的催化降解速率分别为0.1623 min-1和0.1421 min-1。(4)通过额外加入邻苯二甲酰亚胺配体钝化制备Zn-CsPbI3@PS EFs。钝化后的Zn-CsPbI3@PS EFs的PL强度是没有邻苯二甲酰亚胺的Zn-CsPbI3@PS EFs的3.2倍;对MB、MO的光催化降解率分别达到75.49%和77.31%;对MB、MO的催化降解速率分别为0.0374 min-1和0.0351 min-1。
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