CsPbBr 3 @SiO 2 核壳结构纳米粒子稳定性及其细胞成像研究
发布时间：2021-06-19 13:24
铅卤钙钛矿纳米晶CsPbBr3作为一种光电纳米材料,在光电领域具有广泛的应用前景,比如发光二极管（LEDs）、光电探测器、太阳能电池和生物荧光成像等。然而,由于CsPbBr3纳米晶极弱的稳定性,尤其是在含水条件下会发生CsPbBr3的分解导致其无法保持优越的光电性能,阻碍了CsPbBr3纳米晶的实际应用。例如在荧光成像领域,CsPbBr3纳米晶的性能是非常适合应用在细胞探测和诊断领域的。因此,如何提高CsPbBr3纳米晶的稳定性成为了现阶段研究的热点和难点。其中最常见的方法是采用氧化物或者聚合物生成CsPbBr3纳米晶的保护壳,但是这种包覆手段得到的纳米粒子尺寸较大分布不均,且易破坏CsPbBr3纳米晶原本的结构,阻碍其在生物荧光和催化等领域的应用。因此,本文通过使用一种创新性的方法制备得到CsPbBr3@Si O2纳米粒子,并将其成功的应用于生物荧光成像。应激反应是指...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABX3结构简图
第一章绪论3（2）钙钛矿材料具有较长的载流子寿命和较低的非辐射复合率，还具有超高的荧光量子效率，PLQY甚至可以达到90%以上。所以从钙钛矿纳米晶研究以来就将其应用在太阳能电池的方向，早在2009年Kojima等人[26]就将MAPbBr3和MAPbI3成功地应用于太阳能电池领域，当时的光电转换效率为3.8%。经过持续不断的研究，钙钛矿电池的光电转换效率在这十年来不断提高，现在最新的效率已经可以达到26.7%[27]，足以说明大家对于钙钛矿型太阳能电池研究的重视程度。（3）钙钛矿材料可以发生高效的阴离子交换的反应，借助卤素离子的种类组成可以完成紫外光到可见光区域的全光谱吸收。如下图1.2所示,Kovalenko等人[28]制备了CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3等纳米晶，并通过调节卤素离子的组成比例合成了全光谱吸收峰的纳米晶材料，而且其半峰宽（FWHM）的范围为12nm-42nm，显示了非常好的荧光发光性能。图1.2CsPbX3量子点的全光谱分布[28]1.3无机钙钛矿纳米晶的制备目前，制备无机铅卤钙钛矿CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶的方法已经有很多种，常用的方法有热注射法[29,30]、固相研磨法、固相烧结法和过饱和重结晶法[31]等。这些制备方法和合成技术现阶段均已非常成熟，操作简便易行，可以大规
第一章绪论4模地应用在卤素钙钛矿材料CsPbX3和CH3NH2PbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶的制备与合成上。1.3.1热注射法目前，热注射法是制备CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶最为常见的制备方法，被广泛地应用在实验室制备CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶上。热注射法常见的制备过程如下图1.3所示：首先将一定量的碳酸铯（Cs2CO3）、油酸（OA）和十八烯（ODE）溶液混合在温度为120℃和保护气为N2的条件下加热30min，直至溶液澄清使Cs2CO3完全溶解；同时，将一定量的卤化铅PbX2（X=Cl、Br、I）和十八烯（ODE）混合在温度为120℃和保护气N2的条件下加热30-60分钟，然后加入油酸（OA）和油胺（OAm）在160-180℃条件下加热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，并在极短时间内（5-8s）内进行冰水浴操作，即可得到CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶。这种方法操作简单，量子点的结晶度较好，而且还可以通过控制注射温度、前体浓度以及反应时间来控制纳米粒子的尺寸。但是这种方法只能适用于在实验室中小剂量的制备CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶，很难用于实际生产中的大量制备。通过热注射法制备得到的量子点，在日光条件下就可以展现出很好的荧光发射特性。在本文的工作中，我们同样也是在实验室中使用热注射法制备CsPbBr3纳米晶，图1.3显示的是我们使用热注射法制备钙钛矿纳米晶的示意图。图1.3热注射法制备CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶的示意图[32]
本文编号：3237891
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABX3结构简图
第一章绪论3（2）钙钛矿材料具有较长的载流子寿命和较低的非辐射复合率，还具有超高的荧光量子效率，PLQY甚至可以达到90%以上。所以从钙钛矿纳米晶研究以来就将其应用在太阳能电池的方向，早在2009年Kojima等人[26]就将MAPbBr3和MAPbI3成功地应用于太阳能电池领域，当时的光电转换效率为3.8%。经过持续不断的研究，钙钛矿电池的光电转换效率在这十年来不断提高，现在最新的效率已经可以达到26.7%[27]，足以说明大家对于钙钛矿型太阳能电池研究的重视程度。（3）钙钛矿材料可以发生高效的阴离子交换的反应，借助卤素离子的种类组成可以完成紫外光到可见光区域的全光谱吸收。如下图1.2所示,Kovalenko等人[28]制备了CsPbCl3、CsPbBr3和CsPbI3等纳米晶，并通过调节卤素离子的组成比例合成了全光谱吸收峰的纳米晶材料，而且其半峰宽（FWHM）的范围为12nm-42nm，显示了非常好的荧光发光性能。图1.2CsPbX3量子点的全光谱分布[28]1.3无机钙钛矿纳米晶的制备目前，制备无机铅卤钙钛矿CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶的方法已经有很多种，常用的方法有热注射法[29,30]、固相研磨法、固相烧结法和过饱和重结晶法[31]等。这些制备方法和合成技术现阶段均已非常成熟，操作简便易行，可以大规
第一章绪论4模地应用在卤素钙钛矿材料CsPbX3和CH3NH2PbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶的制备与合成上。1.3.1热注射法目前，热注射法是制备CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶最为常见的制备方法，被广泛地应用在实验室制备CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶上。热注射法常见的制备过程如下图1.3所示：首先将一定量的碳酸铯（Cs2CO3）、油酸（OA）和十八烯（ODE）溶液混合在温度为120℃和保护气为N2的条件下加热30min，直至溶液澄清使Cs2CO3完全溶解；同时，将一定量的卤化铅PbX2（X=Cl、Br、I）和十八烯（ODE）混合在温度为120℃和保护气N2的条件下加热30-60分钟，然后加入油酸（OA）和油胺（OAm）在160-180℃条件下加热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，并在极短时间内（5-8s）内进行冰水浴操作，即可得到CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶。这种方法操作简单，量子点的结晶度较好，而且还可以通过控制注射温度、前体浓度以及反应时间来控制纳米粒子的尺寸。但是这种方法只能适用于在实验室中小剂量的制备CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶，很难用于实际生产中的大量制备。通过热注射法制备得到的量子点，在日光条件下就可以展现出很好的荧光发射特性。在本文的工作中，我们同样也是在实验室中使用热注射法制备CsPbBr3纳米晶，图1.3显示的是我们使用热注射法制备钙钛矿纳米晶的示意图。图1.3热注射法制备CsPbX3（X=Cl、Br、I）纳米晶的示意图[32]
本文编号：3237891
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