纳米矿晶有几种（从形成机理到连续纳米制造）

纳米矿晶有几种（从形成机理到连续纳米制造）图5.A） TEM图像表示Rp值为2时的CsPbI3NC。温度分别为130、150、165和180°C，τr=4 s。从TEM图像中获取的直方图，显示了CsPbI3 NCs在B）圆度和C）短边长度方面的相对频率。图4.流动合成的CsPbI3NCs在不同τr和Rp范围为0时的紫外-可见吸收光谱（左）和PL光谱（右）。图1.概述了传统间歇式反应器在快速形成动力学胶体NCs（CsPbI3 NCs）基础研究和应用研究中的优势和挑战。图2.A） 为高温合成CsPbI3NCs而开发的模块化流动化学平台示意图。B）同一加热模块内容纳的三种不同流量反应器长度（体积）的图示。本研究中使用的总流速为1500µL min−1.图3。高温合成CsPbI3NCs的模块化流动化学平台的三种配置示意图（左）。流动合成的CsPbI3 NCs的紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱使用相同的反应条件，不同的PH值（中间）及其相应

自2015年发现无机卤化铅钙钛矿（LHP）纳米晶以来，人们对其进行了广泛的研究。这类有趣的材料在从光子器件到光催化等不同应用领域取得了突破性进展。尽管无机卤化铅钙钛矿（LHP）纳米晶体（NCs）的合成取得了突破性进展，这是由尺寸、组成和形貌依赖性光学和光电特性激发的，但其通过热注入（HI）合成路线的形成机制尚不清楚。

来自北卡罗来纳州立大学的学者首次介绍了流动HI合成碘化铯铅（CsPbI3）NCs，并全面了解了控制NC形态（纳米立方体与纳米板）和性质的相互依赖的竞争反应参数。利用开发的流动合成策略，揭示了在高于150°C的温度下CsPbI3NC形成机制的变化，从而导致不同的CsPbI3形态。通过流动合成与烧瓶合成的比较，证明了间歇反应器在具有快速生成动力学的CsPbI3 NCs的可重复和可扩展合成中的不足。开发的模块化流动化学路线为溶液处理LHP NCs的高温研究提供了新的前沿，并使其能够为下一代能源技术提供一致和可靠的连续纳米制造。相关文章以“CsPbI3 Nanocrystals Go with the Flow: From Formation Mechanism to Continuous Nanomanufacturing”标题发表在Advanced Functional Materials。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202108687

图1.概述了传统间歇式反应器在快速形成动力学胶体NCs（CsPbI3 NCs）基础研究和应用研究中的优势和挑战。

图2.A） 为高温合成CsPbI3NCs而开发的模块化流动化学平台示意图。B）同一加热模块内容纳的三种不同流量反应器长度（体积）的图示。本研究中使用的总流速为1500µL min−1.

图3。高温合成CsPbI3NCs的模块化流动化学平台的三种配置示意图（左）。流动合成的CsPbI3 NCs的紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱使用相同的反应条件，不同的PH值（中间）及其相应的TEM图像（右图）。

图4.流动合成的CsPbI3NCs在不同τr和Rp范围为0时的紫外-可见吸收光谱（左）和PL光谱（右）。

图5.A） TEM图像表示Rp值为2时的CsPbI3NC。温度分别为130、150、165和180°C，τr=4 s。从TEM图像中获取的直方图，显示了CsPbI3 NCs在B）圆度和C）短边长度方面的相对频率。

图6.A)本研究中测试的所有RP值的阿累尼乌斯曲线图，显示了150°C时的拐点。B)计算出低温区(110-150°C)和高温区(150-180°C)拐点附近的Ea和ΔS随Rp的变化情况。C)总结形成CsPbI3 NCS的因素的示意图

图7.CsPbI3 NCS的流程与批量HI合成。A)连续流动HI合成了100min以上的CsPbI3 NCS，表明在475nm处的吸光度(浓度代理)、峰值波长(λem)和半峰全宽(FWHM)在5分钟的间隔内是一致的。B)用HI合成路线在间歇和流动反应器中合成了10和100mL CsPbI3纳米样品的归一化PL和UV-Vis吸收光谱。C)在环境光(左图)和紫外光(右图)下，用烧瓶和流动反应器合成的CsPbI3纳米样品被清洗。

综上所述，本文开发和利用了一个模块化的流动合成平台，集成了原位NC表征模块(UV-vis吸收和荧光光谱)，对具有高度形貌和发射可调整性的胶体CsPbI3纳米碳管的形成机理和动力学进行了时间和资源有效的机理研究。射流NC合成器使我们能够准确地获得早期反应时间尺度(<1s)，并首次完整地揭示了通过HI合成路线合成的CsPbI3纳米颗粒的动态性质。利用开发的流动化学方法，本文快速研究了铅铯比和反应温度对流动合成的CsPbI3 NCS的形貌、动力学和发射性能的影响，并提出了基于油铵离子和CsPbI3单体的形成和可获得性之间的竞争的形成机理。低反应温度(<150℃)主要由油铵离子的形成导致NPL的形成，而高反应温度(>150℃)则由于油铵离子的减少和CsPbI3过饱和阈值的降低而导致NCube的形成。（文：SSC）

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