本发明涉及一种形貌可控有机‑无机杂化铋基晶体的合成方法，该方法基于溶剂热反应形成晶体材料的原理，由铋基材料溶液合成、溶剂热晶体制备、产品洗涤及真空干燥步骤完成，本发明所述方法通过控制溶剂的种类，可控合成不同形貌的晶体。本发明提供的溶剂热制备方法具有操作简单、条件温和、工艺简单等优点；依本发明可研究溶剂对有机‑无机杂化材料结晶性和生长机理的影响，为设计和研发新型有机‑无机杂化材料提供理论依据。
1.一种形貌可控有机-无机杂化铋基晶体的合成方法，其特征在于该方法采取溶剂热法，通过加入不同溶剂，制备不同形貌的有机-无机杂化铋基晶体，具体操作按下列步骤进行：溶剂为无水乙醇：
a. 将0.103 g Bi2S3溶于2 mL 质量分数为57%的氢碘酸中，使用0.45 μm的滤膜过滤；
b. 将0.382 g CH3NH3I溶于12 mL无水乙醇中，匀速搅拌下滴加步骤a得到的溶液，得到混合溶液；
c.将步骤b得到的混合溶液移入到50 mL的高压反应釜中，温度140 ℃，升温速率1 ℃/min，保温24 h，自然降温至室温，再用无水乙醇洗涤3次，温度60℃真空干燥，即得到目标产物六边形的有机-无机杂化铋基晶体；
a. 将0.103 g Bi2S3溶于2 mL 质量分数为57%的氢碘酸中，使用0.45 μm的滤膜过滤；
b. 将0.382 g CH3NH3I溶于12 mL无水乙醇中，再加入800 μL N,N-二甲基甲酰胺，匀速搅拌下滴加入步骤a得到的溶液，得到混合溶液；
c.将步骤b得到的混合溶液移入到50 mL的高压反应釜中，温度140 ℃，升温速率1 ℃/min, 保温24 h，自然降温至室温，再用无水乙醇洗涤3次，温度60℃真空干燥，即得到目标产物棒状的有机-无机杂化铋基晶体；
a. 将0.103 g Bi2S3溶于2 mL 质量分数为57%的氢碘酸中，使用0.45 μm的滤膜过滤；
b. 将0.382 g CH3NH3I溶于12 mL无水乙醇中，再加入800μL吡啶，匀速搅拌下滴加入步骤a得到的溶液，得到混合溶液；
c.将步骤b得到的混合溶液移入到50 mL的高压反应釜中，温度140 ℃，升温速率1 ℃/min, 保温24 h，自然降温至室温，再用无水乙醇洗涤3次，温度60℃真空干燥，即得到目标产物菱形的有机-无机杂化铋基晶体。
一种形貌可控有机-无机杂化铋基晶体的合成方法
技术领域
[0001] 本发明属于有机-无机杂化材料制备技术领域，具体涉及无毒、稳定的铋基材料的合成方法。
背景技术
[0002] 随着全球经济的高速发展和人口的快速增长，对能源的需求与日俱增，而已探知化石能源的数量是有限的。太阳能是世界上最丰富的能源，将太阳能转化为可以直接使用的能源是缓解能源危机一种重要的科学方法。钙钛矿太阳能电池以其高的能量转化效率及低的生产成本在太阳能电池市场中快速发展。但常用的钙钛矿太阳能电池活性层——甲胺碘化铅及其同系列物质存在不稳定性以及铅的毒性等缺点，制约了钙钛矿太阳能电池的商业化步骤。因此，开发无毒、稳定的有机-无机杂化材料作为太阳能活性层尤为重要。同时，有机-无机杂化材料的结晶性和形貌对太阳能电池的效率至关重要，而溶剂的选择及其性质对有机-无机杂化材料的结晶性和形貌存在很大的相关性。因此，研究溶剂对有机-无机杂化材料结晶性和形貌的影响可以为设计和研发新型有机-无机杂化材料提供理论依据。
[0003] 然而，已报道的通过使用不同溶剂改变有机-无机杂化材料结晶性以及形貌的研究仅局限于太阳能电池器件中，而鲜有单独研究溶剂对太阳能活性组分——有机-无机杂化材料晶体形貌的影响。该发明可以为设计和研发新型有机-无机杂化材料提供理论依据。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于，提供一种形貌可控有机-无机杂化铋基晶体的合成方法，该方法基于溶剂热反应形成晶体材料的原理，由铋基材料溶液合成、溶剂热晶体制备、产品洗涤及真空干燥步骤完成，本发明所述方法可以通过控制溶剂的种类，可控合成不同形貌的晶体。本发明提供的溶剂热制备方法具有操作简单、条件温和、工艺简单等优点；依本发明可研究溶剂对有机-无机杂化材料结晶性和生长机理的影响，为设计和研发新型有机-无机杂化材料提供理论依据。
[0005] 本发明所述的一种形貌可控有机-无机杂化铋基晶体的合成方法，该方法采取溶剂热法，通过加入不同溶剂，制备不同形貌的有机-无机杂化铋基晶体，具体操作按下列步骤进行：
[0006] a.将0.103g Bi2S3溶于2mL质量分数为57％的氢碘酸中，使用0.45μm的滤膜过滤；
[0007] b.将0.382g CH3NH3I溶于12mL无水乙醇中，匀速搅拌下滴加步骤a得到的溶液，得到混合溶液；
[0008] 或将0.382g CH3NH3I溶于12mL无水乙醇中，再加入800μL的N,N-二甲基甲酰胺或吡啶，匀速搅拌下滴加步骤a得到的溶液，得到混合溶液；
[0009] c.将步骤b得到的混合溶液移入到50mL的高压反应釜中，温度140℃，升温速率1℃/min,保温24h，自然降温至室温，再用无水乙醇洗涤3次，温度60℃真空干燥，即得到目标产物六边形的有机-无机杂化铋基晶体。
附图说明
[0010] 图1为本发明制备的六边形有机-无机杂化铋基晶体光学显微镜照片。
[0011] 图2为本发明制备的棒状有机-无机杂化铋基晶体光学显微镜照片。
[0012] 图3为本发明制备的棱形有机-无机杂化铋基晶体光学显微镜照片。
具体实施方式
[0013] 在本发明技术方案为前提下，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明不仅限于下述的实施例：
[0014] 实施例1
[0015] a.将0.103g Bi2S3溶于2mL质量分数为57％的氢碘酸中，使用0.45μm的滤膜过滤；
[0016] b.将0.382g CH3NH3I溶于12mL无水乙醇中，匀速搅拌下滴加入步骤a得到的溶液，得到混合溶液；
[0017] c.将步骤b得到的溶液移入到50mL的高压反应釜中，温度140℃，升温速率1℃/min,保温24h，自然降温至室温，再用无水乙醇洗涤3次，温度60℃真空干燥，即得目标产物六边形的有机-无机杂化铋基晶体(图1)。
[0018] 实施例2
[0019] a.将0.103g Bi2S3溶于2mL质量分数为57％的氢碘酸中，使用0.45μm的滤膜过滤；
[0020] b.将0.382g CH3NH3I溶于12mL无水乙醇中，再加入800μL N,N-二甲基甲酰胺，匀速搅拌下滴加入步骤a得到的溶液，得到混合溶液；
[0021] c.将步骤b得到的混合溶液移入到50mL的高压反应釜中，温度140℃，升温速率1℃/min,保温24h，自然降温至室温，再用无水乙醇洗涤3次，温度60℃真空干燥，即得到目标产物棒状的有机-无机杂化铋基晶体(图2)。
[0022] 实施例3
[0023] a.将0.103g Bi2S3溶于2mL质量分数为57％的氢碘酸中，使用0.45μm的滤膜过滤；
[0024] b.将0.382g CH3NH3I溶于12mL无水乙醇中，再加入800μL吡啶，匀速搅拌下滴加入步骤a得到的溶液，得到混合溶液；
[0025] c.将步骤b得到的混合溶液移入到50mL的高压反应釜中，温度140℃，升温速率1℃/min,保温24h，自然降温至室温，再用无水乙醇洗涤3次，温度60℃真空干燥，即得到目标产物棱形的有机-无机杂化铋基晶体(图3)。
