Получение раствора диметилформамида дийодида свинца
Описание методики получения пленок гибридных органо-неорганических перовскитов. Доработка центрифуги, представленной на кафедре "Нано- и микроэлектроника" Пензенского Государственного Университета. Ее технические характеристики и основные возможности.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.12.2018 |
| Размер файла | 326,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Получение раствора диметилформамида дийодида свинца
В предыдущей главе упоминалось о том, что типичная формула соединения перовскита, используемого в солнечной энергетике, выглядит следующим образом CH3NH3PbX3, где CH3NH3 - метиламмония ион, Pb - атом свинца, а X - ион из числа галогенов (может быть как йод - I, Br - бром, так и Cl - хлор). В ряде случаев органический катион CH3NH3 может быть заменен на катион формамидиниума NH2CH=NH2 с близким эффективным ионным радиусом [1]. Следует упомянуть и про возможные вариации металлического основания слоя гибридного органо-неорганического перовскита. В качестве альтернативы свинцу Pb может быть использовано олово в комбинации с йодом I.
Следовательно, в качестве слоя перовскита могут быть использованы соединения:
· CH3NH3PbI3;
· CH3NH3PbBr3;
· CH3NH3PbCl3;
· CH3NH3SnI3;
· (NH2CH=NH2) PbI3;
· (NH2CH=NH2) PbBr3;
· (NH2CH=NH2) PbCl3.
В работах [2, 3, 4, 5] отмечается, что в качестве слоя перовскита предпочтительнее использовать именно соединение на основе дийодида свинца. Связано это с тем, что последний имеет ширину запрещенной зоны в пределах от 1.5 эВ до 2.3 эВ. Следовательно, имеет более широкий диапазон поглощения света, что позволяет ему оставаться эффективным даже в отсутствии прямого солнечного света. Диапазон длин волн, в которых осуществляется поглощение квантов света, находится в пределах нм (видимое излучение зеленого цвета) и (инфракрасное излучение) (рисунок 1).
Рисунок 1. Спектр оптического излучения
Слой перовскита может быть изготовлен с помощью простых методов мокрой химии, таких как использование растворителей и паровой депозиции в центрифугировании. Связано это с тем, что тригалоидные перовскиты являются двойными солями. Следовательно, формирование тонких пленок гибридных органо-неорганических перовскитов сводится к возникновению перовскитной кубической кристаллической структуры из используемых солей при комнатной температуре из паровой и жидкой фаз [6].
Таким образом, для получения пленок гибридных органо-неорганических перовскитов будет использоваться метод центрифугирования, который представляет собой нанесение раствора целевого материала в растворителе на подложку во время ее вращения. Преимуществом данного метода является способность быстро и легко наносить однородные пленки от нескольких нанометров до нескольких микрон в толщину (рисунок 2).
Рисунок 2. Пример статического нанесения капли раствора на подложку
Для получения пленок гибридных органо-неорганических перовскитов на стеклянных подложках, покрытых слоем диоксида титана TiO2 (см. пункт 2.2), использовалось следующее оборудование кафедры: вытяжной шкаф и центрифуга Centrifuge - 80-2 (рисунок 3), приобретенные в рамках программы У.М.Н.И.К. - 2010 И.А. Прониным, проект - «Разработка методики получения пористой матрицы на основе ортокремневой кислоты в качестве контейнера для полупроводниковой массы чувствительного элемента газового сенсора».
Рисунок 3. Центрифуга «Centrifuge 80-2»
гибридный органический перовскит центрифуга
Технические характеристики:
· максимальная скорость вращения 4000 об/мин;
· минимальная скорость вращения 200 об/мин;
· максимальная длительность вращения 60 секунд;
С целью фиксации подложки к центрифуге был разработан фиксатор для подложки, изображенный на рисунке 4. Фиксатор представляет собой шестиугольную пластину из фторопласта. Материал фиксатора был выбран из соображений практичности материала. Фторопласт - химически стойкий и прочный материал, это означает, что он не взаимодействует с попадающими на него веществами и соответственно не деформируется. В центре шестиугольника было вырезано прямоугольное отверстие для крепления подложки. Сам фиксатор был прикреплен к вращающему элементу центрифуги при помощи трех саморезов. После прикрепления фиксатора был пробный запуск центрифуги, который показал надежность и стабильность данной конструкции.
Рисунок 4. Фиксатор для подложки
Также для получения слоя гибридного органо-неорганического перовскита потребуются:
· Растворитель - диметилформамид (DMF) 2C3H7NO;
· Магнитная мешалка;
· Дозатор;
Методика получения пленок гибридного органо-неорганического перовскита с помощью метода центрифугирования состоит из следующих этапов:
1. Подготовить поверхности подложек (см. п. 2.1);
2. Растворить дийодид свинца PbI2 (см. п. 2.3) с помощью растворителя диметилформамида (DMF) 2C3H7NO в различных пропорциях 1:1, 1:2, 1:3.
3. Перемешать получившийся раствор с помощью магнитной мешалки в течение 1 часа.
4. Включить центрифугу, довести скорость вращения до 1500…3000 об/мин с шагом в 500 об/мин.
5. С помощью скотча обозначить границы наносимого слоя.
6. Нанести с помощью дозатора получившийся раствор на подложку, закрепленную в центрифуге.
7. Спустя 20 секунд, убедившись, что весь растворитель испарился, извлечь стеклянную подложку с нанесенным на нее слоем гибридного органо-неорганического перовскита.
Библиографический список
1. Snaith H.J., Perovskites: the emergence of a new era for low-cost, high - efficiency solar cells // J. Phys. Chem. Lett. - 2013 - P. 3623-3630.
2. Eperon, Giles E.; Stranks, Samuel D.; Menelaou, Christopher; Johnston, Michael B.; Herz, Laura M.; Snaith, Henry J., «Formamidinium lead trihalide: a broadly tunable perovskite for efficient planar heterojunction solar cells». Energy & Environmental Science - 2014
3. Liling G., Zhang S., Guanghui Z., Xing Li, Hanxing L. Synthesis and Characterization of Layered Perovskite-type organic-inorganic hybrids ((R-NH3) 2 (CH3NH3) Pb2I7), Journal of Wuhan university of technology-mater. Sci. Ed. - 2012
4. Silvia C., Edoardo M., Paolo F., Andrea L., Francesco G., MAPbI3.xClx mixed halide perovskite for hybrid solar cells: the role of chloride as dopant on the transport and structural properties, Chem. Mater. - 2013 - P.4613-4618.
5. Bi D.Q., Bosch loo G., Schwarzmiiller S., Yang L., Johansson E.M.J., Efficient and stable CH3NH3Pbl3-sensitized ZnO nanorod array solid-state solar cells, Nanoscale - 2013 - P. 11686-11691
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Приготовление растворов полимеров: процесс растворения полимеров; фильтрование и обезвоздушивание растворов. Стадии производства пленок раствора полимера. Общие требования к пластификаторам. Подготовка раствора к формованию. Образование жидкой пленки.
курсовая работа [383,2 K], добавлен 04.01.2010Диметилацеталь диметилформамида как эквивалент карбонильной группы при образовании оснований Шиффа в реакции с первичными аминами. Методика применения диметилацеталя диметилформамида в качестве реагента для дериватизации аналитов в газовой хроматографии.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 24.06.2015Понятие степени окисления элементов в неорганической химии. Получение пленок SiO2 методом термического окисления. Анализ влияния технологических параметров на процесс окисления кремния. Факторы, влияющие на скорость получения и качество пленок SiO2.
реферат [147,2 K], добавлен 03.12.2014Исследование влияния параметров метода химического осаждения на структуру, толщину, морфологию поверхности и эксплуатационные характеристики тонких пленок кобальта из металлоорганического соединения с заданными магнитными и электрическими свойствами.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 09.07.2014Изучение свойств неорганических соединений, составление уравнений реакции. Получение и свойства основных и кислотных оксидов. Процесс взаимодействия амфотерных оксидов с кислотами и щелочами. Способы получения и свойства оснований и основных солей.
лабораторная работа [15,5 K], добавлен 17.09.2013Контроль качества пищевых продуктов как основная задача аналитической химии. Особенности применения атомно-абсорбционного метода определения свинца в кофе. Химические свойства свинца, его физиологическая роль. Пробоподготовка, методики определения свинца.
курсовая работа [195,2 K], добавлен 25.11.2014Химические методы получения тонких пленок. Способы получения покрытий на основе нитрида алюминия. Преимущества газофазной металлургии. Сущность электрохимического осаждения, процесса газового анодирования. Физикохимия получения пленочных покрытий.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 22.06.2011Изучение химических и физических свойств оксидов свинца, их применение, способы синтеза. Нахождение самого рационального способа получения оксида свинца, являющегося одним из наиболее востребованных соединений, используемых в повседневной жизни.
реферат [27,5 K], добавлен 30.05.2016Материалы, используемые для производства термоусадочных пленок. Методики получения полимерных композиций. Методы исследования технологических и эксплуатационных свойств полимерных композиций. Рентгенографический анализ и измерения вязкости расплава.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.07.2015Изучение свойств поверхности материала, поверхностного натяжения. Определение величины поверхностной энергии. Понятие и причина когезии, адгезии, абсорбции, адсорбции. Рассмотрение процесса смачивания. Описание модели получения пленки полистирола.
презентация [3,3 M], добавлен 28.12.2015Технология получения прядильного раствора полиакрилонитрила. Характеристика сырья. Изменение свойств акрилонитрильных волокон при замене итаконовой кислоты в сополимере. Органические растворители, используемые для получения полиакрилонитрильных волокон.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 29.03.2009Физико-химические основы получения медноаммиачных волокон на основе целлюлозы. Влияние режима и наличия добавок на выход продукта и его качество. Получение медноаммиачного прядильного раствора экспериментальным способом. Анализ ВАХ циклированных кривых.
курсовая работа [247,1 K], добавлен 01.05.2010Ежегодная мировая выработка едкого натра. Ферритный способ производства гидроксида натрия. Химический способ получения - взаимодействие карбоната натрия с известью. Промышленные методы производства гидроксида натрия. Концентрация исходного раствора.
методичка [1,3 M], добавлен 19.12.2010Общие характеристики апельсина, описание растения, упоминание о "солнечном яблоке". Состав апельсинового масла и его получение. Получение эфирных масел способом выжимания. Технология получения пахучих веществ. Лечебные свойства эфирного масла апельсина.
реферат [216,7 K], добавлен 28.03.2010Блок-схема получения хлорида калия методом галургии, основанным на различной растворимости KCl и NaCl в воде при повышенных температурах. Получение хлорида калия из сильвинита, операции выщелачивания, промывки отвала и осветления насыщенного раствора.
контрольная работа [885,1 K], добавлен 19.12.2016Основные свойства свинца и бензойной кислоты. Бензоаты - соли и эфиры бензойной кислоты. Первичные сведения о растворимости бензоата свинца в стационарных условиях. Характеристика кинетики растворения. Температурный ход растворимости бензоата свинца.
курсовая работа [541,3 K], добавлен 18.02.2011Применение тонких полимерных пленок в различных областях техники, изучение их структуры. Исследование термической деструкции методом ИК-спектроскопии. Получение полисилоксановых пленок на поверхности металла методом полимеризацией под действием разряда.
статья [547,4 K], добавлен 22.02.2010Получение этилена дегидратацией этанола над оксидом алюминия. Получение ацетилена и опыты с ним, утилизация обесцвеченного раствора KMnO4 и бромной воды. Получение веществ в процессе нагревания спирта и серной кислоты, обесцвечивающих бромную воду.
лабораторная работа [1,4 M], добавлен 02.11.2009Общие сведения о неорганических ионитах. Селективные и комплексообразующие иониты. Основные характеристики ионообменников. Синтез дифосфатов Со, Ni и Fe и их характеристика. Идентификация синтезированных фосфатов Со, Ni и Fe и определение их свойств.
дипломная работа [918,9 K], добавлен 13.03.2012Кристаллическая структура берлинской лазури. Исследование стабильности электрохромного перехода пленок чистой лазури. Методика приготовления раствора, используемые реактивы. Морфология полученных пленок берлинской лазури и композитов на ее основе.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 25.04.2015
