- 南工大陳蘇教授團(tuán)隊(duì)《Nanoscale》：基于微流控靜電紡絲技術(shù)構(gòu)筑有機(jī)-無(wú)機(jī)鹵化物鈣鈦礦量子點(diǎn)納米纖維膜
- 發(fā)布日期：2022-07-27
近年來(lái)，有機(jī)-無(wú)機(jī)鹵化物鈣鈦礦納米晶體（PNC）因其高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率、可調(diào)諧的光學(xué)帶隙和窄的半峰寬等優(yōu)異的光學(xué)特性而受到廣泛關(guān)注。這些特性使PNC在太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管、顯示器、激光和光電探測(cè)器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，有機(jī)-無(wú)機(jī)鹵化物PNC的不穩(wěn)定性和小規(guī)模生產(chǎn)仍是阻礙行業(yè)發(fā)展的難題。因此，迫切需要開發(fā)一種環(huán)境友好、方便快捷地制備具有極佳穩(wěn)定性的高性能鈣鈦礦量子點(diǎn)的技術(shù)。
針對(duì)上述科學(xué)問題，南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院、材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳蘇教授與南京醫(yī)科大學(xué)附屬江寧醫(yī)院李俊主任創(chuàng)新性地采用纖維紡絲化學(xué)（FSC）策略，即將微流控芯片可控實(shí)現(xiàn)原位反應(yīng)和靜電驅(qū)動(dòng)力大的特點(diǎn)相結(jié)合，基于微流體靜電紡絲技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了甲胺鉛鹵化物（MAPbX3， X= Cl, Br, I）鈣鈦礦量子點(diǎn)納米纖維膜。在FSC過程中，纖維作為納米反應(yīng)器，前體PbBr2和MAX在納米纖維上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成MAPbX3 PNC。在微流控靜電紡絲過程中，溶劑快速揮發(fā)，納米纖維逐漸成型并固化；同時(shí)鈣鈦礦結(jié)晶析出生成PNCs。納米纖維為鈣鈦礦PNCs的生長(zhǎng)提供了限域空間，限制了其過度生長(zhǎng)并防止其團(tuán)聚，聚合物的包覆也提升了PNCs的穩(wěn)定性，避免了有機(jī)配體如油酸、油胺等的使用。同時(shí)，由微流體靜電紡絲技術(shù)構(gòu)建的超小尺度微反應(yīng)器不僅規(guī)避了有機(jī)溶劑的使用和重金屬?gòu)U物的產(chǎn)生等潛在問題，而且可以連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)PNC。此外，通過一步FSC策略制備的PAN/MAPbX3復(fù)合納米纖維膜在464 ～ 612 nm范圍內(nèi)具有可調(diào)諧的發(fā)射，較窄的半寬(23 nm)和較高的PLQY(58%)。制備的PAN/MAPbBr3納米纖維膜在室溫條件下儲(chǔ)存90天，其發(fā)光強(qiáng)度基本不變，其穩(wěn)定性較我們之前的工作有明顯提高。更重要的是，PAN/MAPbBr3納米纖維膜具有優(yōu)異的熒光性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐水性，在白光二極管和液晶顯示等光電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
該研究成果于近日發(fā)表在國(guó)際重要刊物《Nanoscale》上。(A stable and large-scale organic-inorganic halide perovskite nanocrystals/polymer nanofiber films prepared by a green and in-situ fiber spinning chemistry. Nanoscale, 2022, DOI: 10.1039/D2NR01691E) 。南京工業(yè)大學(xué)陳蘇教授與南京醫(yī)科大學(xué)附屬江寧醫(yī)院李俊主任為共同通訊人。微流控靜電紡絲機(jī)由南京捷納思新材料有限公司提供。
該課題得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程、材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等基金的資助和支持。
