基于铅回收的有机-无机杂化钙钛矿纳米晶体的制备及性能研究

发布时间：2020-04-12 20:23

【摘要】：阴极射线管(CRT)显示器作为产业化最早的显示技术,目前已进入报废高峰期。CRT玻璃中含有多种有毒有害物质,如铅、钡等,如果直接投放到空气中,长期以来会对环境生态和人体健康造成严重影响。有机-无机杂化钙钛矿材料(CH_3NH_3PbX_3,X=Cl,Br,I)是一种具有量子阱结构的新型材料,在发光二极管、场效应晶体管等诸多领域有着广泛的应用。所以,本文首先采用CRT中提炼的铅化合物制备得到卤化铅,再使用该卤化铅合成CH_3NH_3PbX_3(X=Cl,Br,I)材料,以此形成铅资源的有效利用,延长其生命周期,达到环境保护的目的,同时进一步发掘探究钙钛矿纳米晶体的可调控性以及稳定性。基于上述分析,本文主要进行了以下工作:一、将废弃玻璃中提取出来的铅化合物转化为卤化铅,以此作为制备CH_3NH_3PbX_3(X=Cl,Br,I)的原材料。通过XRD,PL,UV-vis等表征对材料进行分析,得到的PbBr_2、PbI_2具有较高的纯度。二、选择合适的CH_3NH_3PbBr_3纳米晶体制备方法,探究辛胺作为一种新型的封装分子对CH_3NH_3PbBr_3纳米晶体的影响。对材料进行PL、Abs、TEM、XRD等表征分析,结果显示,通过调节辛胺用量,可以有效获得不同厚度的CH_3NH_3PbBr_3纳米片,其发光波长可在430-530 nm范围内任意调节。三、优化实验方案,探究提高CH_3NH_3PbI_3纳米晶体稳定性的方法。重点考察甲基苯烯酸甲酯(MMA)对CH_3NH_3PbI_3纳米晶体稳定性能的影响,并采用吸收光谱、荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段对材料进行分析。研究表明,适量MMA可以有效缓解CH_3NH_3PbI_3材料的分解,在MMA=400μL条件下CH_3NH_3PbI_3纳米晶体稳定性最好,荧光持续时间由5天增加到9天,产物以立方相为主。四、本章主要探究以油胺作为封装分子制备得到的CH_3NH_3PbBr_3纳米晶体的量子尺寸效应,同时论证有机配体的重要性,并采用PL、Abs、TEM、XRD、Eg等手段对材料进行表征分析。分析显示,油胺作为封装分子可以制备得到尺寸更小的CH_3NH_3PbBr_3纳米晶体,量子产率更高,可以达到70%左右。
【学位授予单位】：上海第二工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X705;TB383.1

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