CsPbBr 3 、Cs 4 PbBr 6 及其复合体系的催化性能研究

发布时间：2021-03-03 09:20

　　水污染的治理,尤其是水中有机污染物的处理,是世界性的难题。光催化技术是一种高效、安全、理想的环境友好型水污染治理手段。经过几十年的发展,仍存在一些亟需解决的难题,例如太阳光利用率低等。以铅卤钙钛矿为代表的金属卤化物钙钛矿材料具有高光吸收系数、高载流子迁移率、长电荷扩散长度、宽且可调的光吸收范围等特性,是近几年才应用到光催化领域的新秀,并展示出优良的光催化性能和巨大的发展潜力,有望实现高效的催化效率。虽然金属卤化物钙钛矿的光催化性能良好,但是普遍存在稳定性差的问题。本文以目前卤化物钙钛矿光催化研究中应用最广泛的CsPbBr₃为基础,通过简单的合成方法将CsPbBr₃与Cs₄PbBr₆复合来提高CsPbBr₃的稳定性,研究CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆复合材料的光催化性能。制备了一系列铯铅溴材料（CsPbBr₃、Cs₄PbBr₆、CsPbBr

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

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【学位级别】：硕士

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金属卤化物钙钛矿的晶体结构

1绪论3些八面体以角共享的方式连接在一起形成周期性排列的三维网络，A填充在八面体间的空隙中。如图1.1，展示了金属卤化物钙钛矿的晶体结构。图1.1金属卤化物钙钛矿的晶体结构。（2）金属卤化物钙钛矿的基本性质金属卤化物钙钛矿具有带隙可调的特性，不仅可以通过调节卤化物钙钛矿中卤素原子的种类和混合卤素原子的化学计量比来调节其带隙的大小，而且还可以利用金属卤化物钙钛矿较强的量子限域效应，通过调节钙钛矿的粒径来调节带隙。这一特性使得金属卤化物钙钛矿的发光波长可以覆盖整个可见光范围，同时也使其具有了可调的光吸收范围。如图1.2（a）所示，Chen等人通过调节氯、溴、碘元素的化学计量比，分别制备出了发蓝光、绿光、黄光、紫光的铅卤钙钛矿[24]。图1.2（b）中，Liu等人通过调节CsPbBr3纳米线的直径，使其可以发出蓝色和绿色荧光[25]。金属卤化物钙钛矿还具有较高的光吸收系数，这是其广泛应用于太阳能电池领域的一大重要前提。此外金属卤化物钙钛矿材料还拥有较少的复合中心和较低的缺陷密度，因此具有较低非辐射复合率、较长载流子寿命的特性。图1.2（a）样品的吸收谱和PL谱，插图是样品在365nm紫外灯激发下的荧光照片[24]。（b）不同粒径CsPbBr3的吸收谱和PL谱，插图为相应样品在365nm紫外灯激发下的荧光照片[25]。

的纳米尺寸和形貌。以CsPbBr3的合成为例，首先将离子源CsBr和PbBr2溶解在溶解度较高的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或二甲基亚砜（DMSO）中，并添加适量的表面活性剂油胺（OAm）和油酸（OA），搅拌形成前驱液。然后将上述前驱液添加到持续搅拌中的甲苯中，由于CsPbBr3在甲苯中溶解度极差，立即在甲苯中形成各种离子的高度过饱和状态，在搅拌的激活下迅速再结晶生成CsPbBr3，其中OAm和OA通过表面功能化帮助晶体的尺寸调控和分散，图1.3为相应的合成示意图[26]。过饱和再结晶法具有操作简单、室温合成、合成成本低等优势。图1.3室温过饱和再结晶法合成CsPbBr3[26]。（2）热注入法热注入法通常在140–200°C较高温度的氮气气氛下进行。同样以CsPbBr3的合成为例，首先合成前驱体油酸铯备用，将适量的十八烯和溴化铅装入三颈烧瓶中，并在120°C下真空干燥1小时，然后将适量油胺和油酸于120°C在氮气气氛下注入，待溴化铅完全溶解后，将温度升高到140–200°C快速注入油酸

【参考文献】：
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本文编号：3061022