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用于阻挡紫外线和蓝光的铯铅卤化物钙钛矿纳米晶体

DOI:10.1016/j.cclet.2018.12.028 期刊:Chinese Chemical Letters 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:23:52
摘要: 直接暴露于紫外线(UV)与多种有害影响密切相关[1-3],从皮肤损伤到由DNA损伤引发的癌症。近年来有研究表明蓝光同样危害人类[4,5]——例如在自然光强度范围内,蓝光即可导致人眼视网膜发生光化学损伤[6]。此外,蓝光会引发日光性视网膜炎,并可能参与年龄相关性黄斑变性。值得注意的是,电子设备显示屏产生的蓝光危害也需警惕[7]。因此,新型紫外及蓝光屏蔽材料的研发备受关注[8]。 过去数年,开发紫外屏蔽材料的重要性日益凸显。多种材料被用于预防紫外损伤:有机分子如阿伏苯宗或羟苯甲酮作为紫外吸收剂已应用多年,但其自降解特性限制了使用时效;氧化锌(ZnO)和二氧化钛(TiO2)等无机材料虽被广泛用作紫外屏蔽[9-12],但基于这些材料的光催化剂特性与自降解问题仍阻碍其应用[13,14];另有氧化石墨烯-聚乙烯醇复合膜和镧系配合物功能化纤维素纳米纸等报道[15,16],但这些薄膜通过牺牲可见光透过率获得优异紫外过滤能力。因此,制备兼具良好光稳定性和高可见光透明度的紫外/蓝光阻隔材料仍是亟待解决的挑战。 近期卤化铅钙钛矿APbX3(A=CH3NH3+、(NH2)2CH+、Cs+;X=Cl?、Br?、I?)因在光伏领域的卓越性能成为焦点材料[17-22]。这类钙钛矿纳米晶具有可调带隙、陡峭光学吸收边、高量子效率及窄发射光谱等特性[23],已被广泛研究用于发光二极管和激光器等光学器件[24-27]。通过阴离子交换后修饰,其吸收带隙可实现紫外至近红外波段调控[28,29],且宽吸收范围使其在紫外/蓝光屏蔽领域极具潜力。尽管钙钛矿纳米晶的可调吸收边已获实现,但尚无关于开发具有可调吸收边的紫外/蓝光阻隔材料报道。 本研究旨在通过混合钙钛矿纳米晶与乙基纤维素(EC)开发简易的紫外/蓝光阻隔材料。以CsPb(Cl/Br)3钙钛矿纳米晶为客体、EC为基质材料,通过调节Br/Cl比例可精准控制阻隔波长范围。利用其陡峭吸收边,该材料在200-460nm范围具备优异阻光能力,同时对蓝光外可见光保持95%的高透过率。
作者: Guihua Huang,Yipeng Huang,Wei Xu,Qiuhong Yao,Xiaofang Liu,Caifeng Ding,Xi Chen
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研究概述 实验方案 设备清单

开发一种简单易行的方法,利用铯铅卤化物钙钛矿纳米晶体和乙基纤维素制备可调节阻挡范围且高透明度的紫外及蓝光阻隔材料。

EC基质中的CsPb(Cl/Br)3纳米晶体提供了一种有效的紫外和蓝光阻挡材料,具有可调的阻挡范围、超出蓝光波段的高透明度以及良好的光稳定性,适用于滤光片和遮光应用。

该研究未涉及除紫外线照射外的各种环境条件下的长期稳定性、制备工艺的可扩展性,以及铅基材料的潜在毒性。工业应用可能需要进行优化。

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