Chiến lược chuyển hóa bột thành bột có trợ lý HCl phổ quát để điều chế Perovskites không chì

Trang Chủ > Ấn Bản > Chiến lược bột thành bột hỗ trợ HCl phổ biến để điều chế perovskite không chì

sơ đồ hoạt động của chiến lược HAAPP; b Ảnh kỹ thuật số của mẫu trong mỗi bước; c Mô tả cơ chế về các quá trình tăng trưởng của chiến lược HAAPP; d Mô hình LaMer để mô tả các quá trình tăng trưởng tinh thể; Ảnh kỹ thuật số của các mẫu e sau khi thêm HCl đậm đặc và f sau khi lắc trong ~5 phút; g So sánh các sản phẩm có chiếu tia UV (trái) và không (phải) trong quá trình tổng hợp; Ảnh kỹ thuật số của các sản phẩm thu được bằng cách chuẩn bị hàng loạt dưới ánh sáng h phòng và tôi TÍN DỤNG ánh sáng tia cực tím 365 nm
của Huanxin Yang, Xiangxiang Chen, Yiyue Chu, Changjiu Sun, Haolin Lu, Mingjian Yuan, Yuhai Zhang, Guankui Long, Libing Zhang và Xiyan Li

Tóm tắt:
Trong những năm gần đây, vật liệu perovskite không chứa chì, đại diện là Cs2NaInCl6, đã đạt được bước đột phá nhanh chóng về năng suất lượng tử phát sáng từ 2 đến gần như thống nhất bằng các sơ đồ hợp kim Ag/Na và In/Bi. Nhờ có exciton tự bẫy, Cs1Na1-xAgxIn6-yBiyClXNUMX thường thể hiện hành vi phát quang thân thiện với mắt khi bao phủ toàn bộ quang phổ khả kiến, do đó thu hút sự chú ý của mọi người. Hơn nữa, sự phát xạ ánh sáng trắng ấm của một thành phần duy nhất tránh được vấn đề tái hấp thụ ánh sáng giữa nhiều thành phần, điều dễ xảy ra trong sơ đồ “lam + vàng” hoặc “lam + lục + đỏ” trước đây. Những đặc điểm đáng chú ý này làm cho perovskite không chì rất hữu ích về mặt thương mại trong các tình huống như chiếu sáng đèn LED hoặc bảng nền ánh sáng trắng LCD.

Một chiến lược bột thành bột hỗ trợ HCl phổ biến để điều chế perovskites không chì

Trường Xuân, Trung Quốc | Đăng ngày 24 tháng 2023 năm XNUMX

Trên cơ sở năng suất lượng tử phát sáng vượt trội, điều kiện tiên quyết để thương mại hóa là tìm kiếm một chiến lược tổng hợp có thể đồng thời đạt được nhiều điều kiện lý tưởng như sản xuất hàng loạt, tốc độ phản ứng nhanh, thân thiện với môi trường, chi phí thấp và không cần nhiệt hoặc áp suất, v.v... Các phương pháp thủy nhiệt và phản ứng trạng thái rắn ở nhiệt độ cao truyền thống thường cho thấy nhiệt độ phản ứng cao (hoặc áp suất cao) không an toàn và chi phí thời gian tính theo giờ. Ngược lại, phương pháp kết tinh lại dựa trên phản ứng pha lỏng thường thể hiện sự phát triển tạo mầm nhanh hơn. Thật không may, nó bị hạn chế bởi khả năng hòa tan của nguyên liệu thô (chẳng hạn như nguồn Ag, v.v.), điều này có thể dẫn đến tiêu thụ một lượng lớn dung môi, làm tăng chi phí điều chế. Do đó, để khám phá một chiến lược tổng hợp có thể đáp ứng các yêu cầu trên đã trở thành một trong những vấn đề khó khăn để hiện thực hóa việc thương mại hóa vật liệu perovskite không chì.

Trong một bài báo mới đăng trên tạp chí Light: Science & Applications, một nhóm các nhà khoa học do Giáo sư Xiyan Li từ Đại học Nankai và các đồng nghiệp đứng đầu đã đề xuất một chiến lược HAAPP phổ quát để chuẩn bị nhanh chóng và hàng loạt cho các vi tinh thể perovskite không chì. Điều thú vị là họ đã bỏ qua độ hòa tan và chuẩn bị các vi tinh thể perovskite kép 1 mmol bằng cách chỉ sử dụng 1-2 mL HCl đậm đặc. Chiến lược HAAPP mới có thể hoàn thành các mục tiêu công nghiệp hóa về nhiệt, không áp suất, thân thiện với môi trường, thời gian ngắn, chi phí thấp và năng suất sản phẩm cao (~90%). Ngoài Cs2Na1-xAgxIn1-yBiyCl6, chiến lược HAAPP được đề xuất có thể được sử dụng để điều chế các perovskite không chì khác có cấu trúc khác nhau, chẳng hạn như Cs2ZrCl6, CsMnCl3, Cs4MnBi2Cl12 và Cs2InCl5·H2O, v.v. Hấp dẫn hơn, chiến lược này có thể được mở rộng hơn nữa thành perovskite dựa trên Br- hoặc I, chẳng hạn như Cs2AgBiBr6 hoặc Cs3Bi2I9. Chiến lược HAAPP với khả năng ứng dụng rộng rãi dự kiến sẽ cung cấp một tài liệu tham khảo đáng tin cậy cho việc chuẩn bị các vật liệu mới trong tương lai. Các nhà khoa học này tóm tắt chiến lược HAAPP:

“Chúng tôi thiết kế chiến lược HAAPP cho ba mục đích trong một: (1) cung cấp kế hoạch sản xuất hàng loạt nhanh chóng cho công nghiệp hóa vật liệu perovskite không chì; (2) cung cấp một phương pháp nghiên cứu khoa học an toàn, đáng tin cậy và được hỗ trợ rộng rãi; (3) để cung cấp một hướng suy nghĩ mới về sự hiểu biết cơ chế của các phương pháp thủy nhiệt và tái kết tinh thông thường.”

“Trong chiến lược HAAPP của chúng tôi, quá trình kết tinh liên tục đi kèm với việc giải phóng dần dần các ion tự do khỏi nguyên liệu thô có độ hòa tan thấp, thúc đẩy trạng thái cân bằng hóa học của phản ứng thuận nghịch theo hướng của các ion tự do một cách liên tục cho đến khi cạn kiệt nguyên liệu thô. Quá trình chuyển đổi từ bột sang bột độc đáo này sẽ cung cấp một hướng suy nghĩ mới về sự hiểu biết cơ chế của phương pháp kết tinh lại thông thường, nghĩa là, việc hòa tan hoàn toàn các nguyên liệu thô dường như không thực sự cần thiết.”

“Axit clohydric đậm đặc, là dung môi duy nhất được sử dụng, thể hiện nhiều chức năng trong chiến lược HAAPP của chúng tôi, được tóm tắt như sau:

1) Cung cấp môi trường trạng thái lỏng để phản ứng nhanh;

2) Cung cấp độ hòa tan kém cho các sản phẩm để cải thiện hiệu suất hóa học;

3) Nâng cao hiệu suất phát quang bằng thụ động hóa anion;

4) Hướng dẫn hướng tăng trưởng sản phẩm để đảm bảo pha tinh khiết của sản phẩm.

Chiến lược HAAPP được đề xuất trong bài báo này có thể đồng thời đáp ứng các điều kiện chuẩn bị lý tưởng của sản xuất hàng loạt, đáp ứng nhanh, thân thiện với môi trường, chi phí thấp, không chịu nhiệt và áp suất, v.v., tạo nền tảng công nghiệp hóa cho ứng dụng perovskite không chì trong đèn LED chiếu sáng hoặc tấm đèn nền LCD. Các pha tạp ion khác nhau cho quy định phát sáng cũng chỉ ra rằng chiến lược HAAPP dự kiến sẽ trở thành một kế hoạch chuẩn bị mới khác sau các phương pháp kết tinh lại, thủy nhiệt và trạng thái rắn. Ngoài ra, việc tạo ra cơ chế phản ứng và tóm tắt các chức năng của HCl sẽ cung cấp một tài liệu tham khảo hữu ích cho việc phân tích quá trình tăng trưởng cụ thể của phương pháp thủy nhiệt.” Các nhà khoa học dự báo.

####

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây

Liên hệ:
Phương tiện truyền thông Liên hệ

Yaobiao Li
Trung tâm xuất bản ánh sáng, Viện Quang học Trường Xuân, Cơ học và Vật lý, CAS
Văn phòng: 86-431-861-76851
Liên hệ với chuyên gia

Xiyan Li
Đại học Nam Khai, Trung Quốc

Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.

Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.

Bookmark: