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专利号: 2021109402467
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机化学〔2〕
更新日期:2024-11-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子的铋碘簇杂化类钙钛矿材料,其特征在于:该铋碘簇杂化类钙钛矿材料的结构式为(BMPY)3(Bi2I9),式中BMPY为1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子,其分子结构如式(I):

(I);

上述类钙钛矿材料的晶体为三斜晶系,P‑1空间群,晶胞参数为a=19.5542(6)Å,b=

22.1063(7)Å,c=26.4190(10)Å,α=65.5044(11)°,β=75.8191(13)°,γ=88.4150(13)°,V=

3  3 

10040.2(6)Å , Z=2,ρC=2.660g/cm , 材料的晶体颜色为棕红色;该材料结构表现为离子

3‑

型化合物,其中铋碘簇(Bi2I9 )为抗衡阴离子,阴离子中的两个BiI6八面体呈共面型连结形式,而阳离子则是1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子;因为阳离子中丁基的构象变化及其多样,

3‑

因此该晶体结构的结晶学独立单元中包括四个构象稍有差异的(Bi2I9 )阴离子,和12个构象有差异的1‑丁基‑4‑甲基吡啶阳离子,其分子结构如式(II):(II)。

2.根据权利要求1所述基于1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子的铋碘簇杂化类钙钛矿材料的制备方法,其方法包括以下步骤:(1)室温下将1‑丁基‑4‑甲基氯化吡啶溶解在乙腈与水混合溶液中;

(2)室温下将碘化铋和碘化钾粉末混合溶解在乙腈中;

(3)将所述述两种溶液混合,并搅拌使之充分反应,得到棕红色溶液A;

(4)将滤液A减压旋蒸至干,洗涤并干燥,最终得到红棕色晶态粉末产物。

3. 根据权利要求2所述基于1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子的铋碘簇杂化类钙钛矿材料的制备方法,其特征在于:所述的三种反应物的摩尔比1‑丁基‑4‑甲基氯化吡啶 : BiI3 : KI为3 : 2 : 3。

4.根据权利要求1所述基于1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子的铋碘簇杂化类钙钛矿材料的应用,其特征在于拥有类似钙钛矿的杂化结构, 其电子结构中导带底部区域独特地由阳离子成分组成,其光学带隙值(即半导体禁带宽度)为1.86 eV,是中等禁带宽度的无铅型类钙钛矿杂化半导体材料,光电响应测试表明其具有特征的光电导性能,可作为卤化物基杂化钙钛矿光电器件中的半导体材料。