一种铯铅卤纳米晶弥散玻璃及其热处理方法
文献发布时间：2023-06-19 16:08:01
技术领域
本发明属于发光材料领域，特别涉及一种铯铅卤纳米晶弥散玻璃及其热处理方法。
背景技术
铯铅卤钙钛矿CsPbX
在玻璃中制备半导体纳米晶或者其它功能性能纳米晶，通常在玻璃转变点附近或者玻璃转变点以上的温度区间对玻璃进行热处理；玻璃热处理温度与时间等是纳米晶性能的关键影响因素。在玻璃中制备CsPbX
发明内容
本发明为解决上述技术问题提供一种能够改善发光效率稳定性的铯铅卤纳米晶弥散玻璃及其热处理方法。
本发明的技术方案如下：
一种铯铅卤钙钛矿纳米晶弥散玻璃的热处理方法，包括如下步骤：
提供能够析出铯铅卤纳米晶的前驱体玻璃，对所述前驱体玻璃进行初始热处理；
将初始热处理后的前驱体玻璃降温至室温，再升温至T2进行二次热处理，时间为t2，然后在T2至T4温度区间以冷却速度V降温，再从T4降温至室温(下称方案一)；或者
将初始热处理后的前驱体玻璃先降温至T3，然后在T3至T4温度区间以冷却速度V降温，再从T4降温至室温(下称方案二)。
优选地，所述室温≤T4＜180℃，优选100℃≤T4＜180℃。
优选地，所述初始热处理的温度T1>Tg-50，其中Tg为所述前驱体玻璃的玻璃转变温度；所述初始热处理的时间t1≥30min。
优选地，200℃≤T2＜T1，30min≤t2＜5h。
优选地，200℃≤T2＜T1-50。
优选地，200℃≤T2＜450℃。
优选地，V≤3℃/min。
优选地，1℃/min≤V≤2℃/min。
优选地，300℃≤T3＜450℃。
所述的铯铅卤钙钛矿纳米晶弥散玻璃的热处理方法处理后得到的铯铅卤纳米晶弥散玻璃。
本发明的有益效果为：常规热处理所制备的CsPbX
附图说明
图1含有CsPbCl
具体实施方式
本发明提供一种铯铅卤钙钛矿纳米晶弥散玻璃的热处理方法，包括如下步骤：
提供能够析出铯铅卤纳米晶的前驱体玻璃，对所述前驱体玻璃进行初始热处理；
将初始热处理后的前驱体玻璃降温至室温，再升温至T2进行二次热处理，时间为t2，然后在T2至T4温度区间以冷却速度V降温，再从T4降温至室温；或者
将初始热处理后的前驱体玻璃先降温至T3，然后在T3至T4温度区间以冷却速度V降温，再从T4降温至室温。
本发明所指的前驱体玻璃是指选用一定组成的玻璃，该玻璃中含有一定量的铯、铅与卤族元素，通过常规的热处理，玻璃中能够析出CsPbX
初始热处理温度T1>Tg-50，其中Tg为含有铯、铅、以及卤族元素的前驱体玻璃的玻璃转变温度；热处理时间t1≥30min。玻璃转变温度是通过采用常规的热分析进行测试所得。
所述的二次热处理温度200℃≤T2＜T1，优选地，200℃≤T2＜T1-50，进一步优选地200℃≤T2＜450℃；热处理时间30min≤t2＜5h，优选地，30min≤t2≤2h。所述室温≤T4＜180℃，优选100℃≤T4＜180℃。
冷却速度V≤3℃/min，优选地，1℃/min≤V≤2℃/min。
下面以几个具体实施例来说明。以下实施例中，CsPbBr
实施例1
本实施例提供一种铯铅卤钙钛矿纳米晶CsPbBr
提供能够析出CsPbBr
将该前驱体玻璃在马弗炉中进行初始热处理，热处理温度为540℃，保温时间为2h；
完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温冷却至室温，平均冷却速度为～5℃/min；
冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至350℃，并保温0.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在350℃至150℃温度区间，降温速度为3℃/min。
从温度150℃降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为81.0％。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃从马弗炉中移出，在空气中进行自然冷却至室温，平均冷却速度为～20℃/min。冷却至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为52.1％。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温，平均冷却速度为～5℃/min。冷却至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为65.1％。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃从马弗炉中快速移至处于常温的水中，冷却至室温，平均冷却速度为～200℃/min。采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为45.3％。
对比例4
提供能够析出CsPbCl
对比例5
提供能够析出CsPbBr
对比例6
提供能够析出CsPbI
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温冷却至室温，平均冷却速度为～5℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至300℃，并保温1小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在300℃至150℃温度区间，降温速度为2℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为80.8％。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温冷却至室温，平均冷却速度为～5℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至250℃，并保温1.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在250℃至150℃温度区间，降温速度为2℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为80.8％。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温冷却至室温，平均冷却速度为～5℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至200℃，并保温2小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在200℃至150℃温度区间，降温速度为2℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为80.7％。
对比例7
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温冷却至室温，平均冷却速度为～5℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至190℃，并保温0.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在190℃至150℃温度区间，降温速度为3℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为67.2％。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，并随炉降温至350℃，随后以1℃/min的速度缓慢降温至150℃。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为81.2％。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，并随炉降温至300℃，随后以2℃/min的速度缓慢降温至150℃。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为81.2％。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃快速从马弗炉中移至常温的水中冷却。然后将该玻璃放于马弗炉中，升温至350℃，并保温0.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在350℃至150℃温度区间，降温速度为1℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为81.2％。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃快速从马弗炉中移至常温的水中冷却。然后将该玻璃放于马弗炉中，升温至300℃，并保温1小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在300℃至150℃温度区间，降温速度为1℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为81.2％。
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃快速从马弗炉中移至常温的水中冷却。然后将该玻璃放于马弗炉中，升温至250℃，并保温1.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在250℃至150℃温度区间，降温速度为1℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为81.0％。
实施例10
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃快速从马弗炉中移至常温的水中冷却。然后将该玻璃放于马弗炉中，升温至200℃，并保温2小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在200℃至150℃温度区间，降温速度为1℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为80.8％。
实施例11
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温冷却至室温，平均冷却速度为～5℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至300℃，并保温1小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在300℃至150℃温度区间，降温速度为1.5℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为81.0％。
实施例12
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温冷却至室温，平均冷却速度为～5℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至300℃，并保温1小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在300℃至150℃温度区间，降温速度为1℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为81.1％。
实施例13
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温冷却至室温，平均冷却速度为～5℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至300℃，并保温1小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在300℃至150℃温度区间，降温速度为0.5℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为80.6％。
实施例14
本实施例与实施例1的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，关闭马弗炉电源，玻璃随着马弗炉缓慢降温冷却至室温，平均冷却速度为～5℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至350℃，并保温0.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在350℃至100℃温度区间，降温速度为2℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为80.2％。
实施例15
本实施例与对比例4的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃从马弗炉中移出，在空气中进行自然冷却，平均冷却速度为～20℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至420℃，并保温0.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在420℃至150℃温度区间，降温速度为3℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为25.2％。
实施例16
本实施例与对比例4的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃从马弗炉中移出，在空气中进行自然冷却，平均冷却速度为～20℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至420℃，并保温0.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在420℃至150℃温度区间，降温速度为2℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为25.7％。
实施例17
本实施例与对比例4的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃从马弗炉中移出，在空气中进行自然冷却，平均冷却速度为～20℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至420℃，并保温0.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在420℃至150℃温度区间，降温速度为1℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为25.7％。
实施例18
本实施例与对比例4的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃从马弗炉中移出，在空气中进行自然冷却，平均冷却速度为～20℃/min。冷却至室温后，将该玻璃放于马弗炉中，升温至420℃，并保温0.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在380℃至150℃温度区间，降温速度为2℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为25.3％。
实施例19
本实施例与对比例5的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃从马弗炉中快速移至处于常温的水中，冷却至室温，平均冷却速度为～200℃/min。再将该玻璃放于马弗炉中，升温至350℃，并保温0.5小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在350℃至150℃温度区间，降温速度为2℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为54.7％。
实施例20
本实施例与对比例5的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃从马弗炉中快速移至处于常温的水中，冷却至室温，平均冷却速度为～200℃/min。再将该玻璃放于马弗炉中，升温至300℃，并保温1小时，随后缓慢降低马弗炉温度，在300℃至150℃温度区间，降温速度为2℃/min。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为54.6％。
实施例21
本实施例与对比例6的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，并随炉降温至375℃，随后以2℃/min的速度缓慢降温至150℃。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为48.6％。
实施例22
本实施例与对比例6的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，并随炉降温至350℃，随后以1℃/min的速度缓慢降温至150℃。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为48.6％。
实施例23
本实施例与对比例6的区别在于，完成初始热处理后，将玻璃保留在马弗炉中，并随炉降温至300℃，随后以1℃/min的速度缓慢降温至150℃。温度降低至室温后，采用绝对荧光量子效率测试仪测得玻璃的发光量子效率为48.4％。
应理解，本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，上述的实施例并不构成对本发明保护范围的限定。同样，本发明所涉及的铯铅卤钙钛矿(CsPbX