金屬鹵化物鈣鈦礦在光電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,但其較差的穩(wěn)定性阻礙了其實際應(yīng)用。近日,中科院大連化物所劉生忠,吉林大學李激揚和陜西師范大學趙奎等人報道了以磷酸鋁AlPO-5沸石晶體和鈣鈦礦納米晶(MAPbBr3 NCs)為原料,在空氣中原位生長制備了MAPbX3@AlPO-5鈣鈦礦-沸石復(fù)合材料。MAPbBr3 NCs均勻分布在AlPO-5基質(zhì)中,尺寸約為5 nm。
研究人員采用經(jīng)典的Al(OIPR)3-TEA-H3PO4-HF-三甘醇(TEG)反應(yīng)凝膠,以有機結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑三乙胺(TEA)為原料,在180 °C下溶劑熱合成了AlPO-5沸石。然后對制備的樣品進行煅燒以去除SDA。采用等摩爾比的MAX和PbX2在DMF溶劑中混合制備了MAPbX3(MA=CH3NH3+)鈣鈦礦前驅(qū)體溶液。然后將AlPO-5沸石浸泡到鈣鈦礦溶液中,然后進行超聲波處理,以促進鈣鈦礦溶液填充AlPO-5基質(zhì)的孔隙。通過低壓去除過剩溶液,制備了鈣鈦礦型填充AlPO-5粉體。最后,將MAPbX3@AlPO-5復(fù)合材料在空氣中100oC退火30 min后得到MAPbX3@AlPO-5復(fù)合材料。
沸石基質(zhì)為鈣鈦礦納米晶提供了量子限制,實現(xiàn)了有效的綠色發(fā)射,并通過氫鍵相互作用鈍化了鈣鈦礦納米晶的缺陷,與體相鈣鈦礦薄膜相比,壽命更長。此外,AlPO-5沸石還可以用作防護罩,并分別在150 oC的熱應(yīng)力下,在15個月的長期環(huán)境暴露下以及甚至在水中超過2周的時間內(nèi),使鈣鈦礦納米晶體具有超高的穩(wěn)定性。
同時,鈣鈦礦@ AlPO-5復(fù)合材料的原位鈍化和包封策略已被證明可通用基于MA的鈣鈦礦到基于Cs的鈣鈦礦。得益于其高穩(wěn)定性和光致發(fā)光性能,該復(fù)合材料顯示出巨大的潛力,可真正應(yīng)用于發(fā)光二極管(LED)和背光顯示器。
Peijun Wang, et al, Ultrastable perovskite-zeolite composite enabled by encapsulation and in situ passivation, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI:10.1002/anie.202011203
https://doi.org/10.1002/anie.202011203
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