CsPbBr 3 @SiO 2 核殼結(jié)構(gòu)納米粒子穩(wěn)定性及其細胞成像研究
發(fā)布時間：2021-06-19 13:24
鉛鹵鈣鈦礦納米晶CsPbBr3作為一種光電納米材料,在光電領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,比如發(fā)光二極管（LEDs）、光電探測器、太陽能電池和生物熒光成像等。然而,由于CsPbBr3納米晶極弱的穩(wěn)定性,尤其是在含水條件下會發(fā)生CsPbBr3的分解導(dǎo)致其無法保持優(yōu)越的光電性能,阻礙了CsPbBr3納米晶的實際應(yīng)用。例如在熒光成像領(lǐng)域,CsPbBr3納米晶的性能是非常適合應(yīng)用在細胞探測和診斷領(lǐng)域的。因此,如何提高CsPbBr3納米晶的穩(wěn)定性成為了現(xiàn)階段研究的熱點和難點。其中最常見的方法是采用氧化物或者聚合物生成CsPbBr3納米晶的保護殼,但是這種包覆手段得到的納米粒子尺寸較大分布不均,且易破壞CsPbBr3納米晶原本的結(jié)構(gòu),阻礙其在生物熒光和催化等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,本文通過使用一種創(chuàng)新性的方法制備得到CsPbBr3@Si O2納米粒子,并將其成功的應(yīng)用于生物熒光成像。應(yīng)激反應(yīng)是指...
【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
ABX3結(jié)構(gòu)簡圖
第一章緒論3（2）鈣鈦礦材料具有較長的載流子壽命和較低的非輻射復(fù)合率，還具有超高的熒光量子效率，PLQY甚至可以達到90%以上。所以從鈣鈦礦納米晶研究以來就將其應(yīng)用在太陽能電池的方向，早在2009年Kojima等人[26]就將MAPbBr3和MAPbI3成功地應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域，當(dāng)時的光電轉(zhuǎn)換效率為3.8%。經(jīng)過持續(xù)不斷的研究，鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率在這十年來不斷提高，現(xiàn)在最新的效率已經(jīng)可以達到26.7%[27]，足以說明大家對于鈣鈦礦型太陽能電池研究的重視程度。（3）鈣鈦礦材料可以發(fā)生高效的陰離子交換的反應(yīng)，借助鹵素離子的種類組成可以完成紫外光到可見光區(qū)域的全光譜吸收。如下圖1.2所示,Kovalenko等人[28]制備了CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3等納米晶，并通過調(diào)節(jié)鹵素離子的組成比例合成了全光譜吸收峰的納米晶材料，而且其半峰寬（FWHM）的范圍為12nm-42nm，顯示了非常好的熒光發(fā)光性能。圖1.2CsPbX3量子點的全光譜分布[28]1.3無機鈣鈦礦納米晶的制備目前，制備無機鉛鹵鈣鈦礦CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶的方法已經(jīng)有很多種，常用的方法有熱注射法[29,30]、固相研磨法、固相燒結(jié)法和過飽和重結(jié)晶法[31]等。這些制備方法和合成技術(shù)現(xiàn)階段均已非常成熟，操作簡便易行，可以大規(guī)
第一章緒論4模地應(yīng)用在鹵素鈣鈦礦材料CsPbX3和CH3NH2PbX3（X=Cl、Br、I）納米晶的制備與合成上。1.3.1熱注射法目前，熱注射法是制備CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶最為常見的制備方法，被廣泛地應(yīng)用在實驗室制備CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶上。熱注射法常見的制備過程如下圖1.3所示：首先將一定量的碳酸銫（Cs2CO3）、油酸（OA）和十八烯（ODE）溶液混合在溫度為120℃和保護氣為N2的條件下加熱30min，直至溶液澄清使Cs2CO3完全溶解；同時，將一定量的鹵化鉛PbX2（X=Cl、Br、I）和十八烯（ODE）混合在溫度為120℃和保護氣N2的條件下加熱30-60分鐘，然后加入油酸（OA）和油胺（OAm）在160-180℃條件下加熱20min；最后再抽取少量的Cs2CO3完全溶解的溶液注射到PbX2（X=Cl、Br、I）的溶液中，并在極短時間內(nèi)（5-8s）內(nèi)進行冰水浴操作，即可得到CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶。這種方法操作簡單，量子點的結(jié)晶度較好，而且還可以通過控制注射溫度、前體濃度以及反應(yīng)時間來控制納米粒子的尺寸。但是這種方法只能適用于在實驗室中小劑量的制備CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶，很難用于實際生產(chǎn)中的大量制備。通過熱注射法制備得到的量子點，在日光條件下就可以展現(xiàn)出很好的熒光發(fā)射特性。在本文的工作中，我們同樣也是在實驗室中使用熱注射法制備CsPbBr3納米晶，圖1.3顯示的是我們使用熱注射法制備鈣鈦礦納米晶的示意圖。圖1.3熱注射法制備CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶的示意圖[32]
本文編號：3237891
【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
ABX3結(jié)構(gòu)簡圖
第一章緒論3（2）鈣鈦礦材料具有較長的載流子壽命和較低的非輻射復(fù)合率，還具有超高的熒光量子效率，PLQY甚至可以達到90%以上。所以從鈣鈦礦納米晶研究以來就將其應(yīng)用在太陽能電池的方向，早在2009年Kojima等人[26]就將MAPbBr3和MAPbI3成功地應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域，當(dāng)時的光電轉(zhuǎn)換效率為3.8%。經(jīng)過持續(xù)不斷的研究，鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率在這十年來不斷提高，現(xiàn)在最新的效率已經(jīng)可以達到26.7%[27]，足以說明大家對于鈣鈦礦型太陽能電池研究的重視程度。（3）鈣鈦礦材料可以發(fā)生高效的陰離子交換的反應(yīng)，借助鹵素離子的種類組成可以完成紫外光到可見光區(qū)域的全光譜吸收。如下圖1.2所示,Kovalenko等人[28]制備了CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3等納米晶，并通過調(diào)節(jié)鹵素離子的組成比例合成了全光譜吸收峰的納米晶材料，而且其半峰寬（FWHM）的范圍為12nm-42nm，顯示了非常好的熒光發(fā)光性能。圖1.2CsPbX3量子點的全光譜分布[28]1.3無機鈣鈦礦納米晶的制備目前，制備無機鉛鹵鈣鈦礦CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶的方法已經(jīng)有很多種，常用的方法有熱注射法[29,30]、固相研磨法、固相燒結(jié)法和過飽和重結(jié)晶法[31]等。這些制備方法和合成技術(shù)現(xiàn)階段均已非常成熟，操作簡便易行，可以大規(guī)
第一章緒論4模地應(yīng)用在鹵素鈣鈦礦材料CsPbX3和CH3NH2PbX3（X=Cl、Br、I）納米晶的制備與合成上。1.3.1熱注射法目前，熱注射法是制備CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶最為常見的制備方法，被廣泛地應(yīng)用在實驗室制備CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶上。熱注射法常見的制備過程如下圖1.3所示：首先將一定量的碳酸銫（Cs2CO3）、油酸（OA）和十八烯（ODE）溶液混合在溫度為120℃和保護氣為N2的條件下加熱30min，直至溶液澄清使Cs2CO3完全溶解；同時，將一定量的鹵化鉛PbX2（X=Cl、Br、I）和十八烯（ODE）混合在溫度為120℃和保護氣N2的條件下加熱30-60分鐘，然后加入油酸（OA）和油胺（OAm）在160-180℃條件下加熱20min；最后再抽取少量的Cs2CO3完全溶解的溶液注射到PbX2（X=Cl、Br、I）的溶液中，并在極短時間內(nèi)（5-8s）內(nèi)進行冰水浴操作，即可得到CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶。這種方法操作簡單，量子點的結(jié)晶度較好，而且還可以通過控制注射溫度、前體濃度以及反應(yīng)時間來控制納米粒子的尺寸。但是這種方法只能適用于在實驗室中小劑量的制備CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶，很難用于實際生產(chǎn)中的大量制備。通過熱注射法制備得到的量子點，在日光條件下就可以展現(xiàn)出很好的熒光發(fā)射特性。在本文的工作中，我們同樣也是在實驗室中使用熱注射法制備CsPbBr3納米晶，圖1.3顯示的是我們使用熱注射法制備鈣鈦礦納米晶的示意圖。圖1.3熱注射法制備CsPbX3（X=Cl、Br、I）納米晶的示意圖[32]
本文編號：3237891
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