【摘 要】
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聚合物/钙钛矿纳米复合材料因集成了纳米钙钛矿优异的荧光性能和聚合物质量轻、易加工、环境稳定性好等优点而备受关注,已广泛应用于照明、显示、防伪、传感等领域。然而,它们的制备往往需要使用大量挥发性有机溶剂,容易引起环境污染问题。此外,它们的荧光行为也难以精确调控,限制了在高端防伪领域中的应用。本学位论文提出了一种聚丙烯酸酯/钙钛矿纳米复合材料的无挥发性溶剂原位制备方法,并通过光致卤素交换反应精确调控了
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聚合物/钙钛矿纳米复合材料因集成了纳米钙钛矿优异的荧光性能和聚合物质量轻、易加工、环境稳定性好等优点而备受关注,已广泛应用于照明、显示、防伪、传感等领域。然而,它们的制备往往需要使用大量挥发性有机溶剂,容易引起环境污染问题。此外,它们的荧光行为也难以精确调控,限制了在高端防伪领域中的应用。本学位论文提出了一种聚丙烯酸酯/钙钛矿纳米复合材料的无挥发性溶剂原位制备方法,并通过光致卤素交换反应精确调控了复合材料的荧光行为,不仅获得了3D打印的复合材料,还记录了荧光颜色分别为蓝-绿、红-绿的防伪图像。具体研究成果如下:（1）将PbBr2和CH3NH3Br（MABr）溶解在N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）中,加入油酸和油胺作为配体,然后快速滴加到丙烯酸-2-乙基己酯（EHA）/双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯（DTPTA）的混合单体中,利用溶解度的差异原位合成了MAPbBr3纳米钙钛矿。加入光引发剂后,在无挥发性溶剂条件下通过光聚合反应原位制备了聚丙烯酸酯/钙钛矿纳米复合材料。研究了EHA与DTPTA的体积比对复合材料性能的影响,发现当EHA/DTPTA的体积比为4/6时,复合材料兼具优异的荧光性能和环境稳定性。3D打印了聚丙烯酸酯/钙钛矿纳米复合材料的三维物体,发现MAPbBr3纳米钙钛矿使光穿透深度从单体体系的2.4 mm降至复合体系的1.4 mm,进而提高了3D打印精度。（2）改变钙钛矿前驱体中的卤素组成,使聚丙烯酸酯/钙钛矿纳米复合材料的荧光发射峰在462～723 nm波段内可调。在复合材料中引入特定的卤代烷,通过光致卤素交换反应,精确调控了复合材料的荧光行为。结果表明:在光致Br交换Cl的反应中,2-溴丁烷的反应速率快、Br与Cl交换更完全,且反应速率受2-溴丁烷的浓度影响较大,受光照强度的影响较小。在光致I交换Br的反应中,2-碘丁烷的反应速率快、I与Br交换更完全。通过光致卤素交换反应,在聚丙烯酸酯/钙钛矿纳米复合材料中记录了荧光颜色分别为蓝-绿、红-绿的荧光图像,为难以伪造的高端防伪提供了新思路。
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