Synthesis and Optical Properties of RbPb2Cl5

doi:10.7503/cjcu20220418

Abstract

Abstract:

Lead-based perovskites have been extensively studied due to their excellent optoelectronic properties. Compared to the typical CsPbX₃ material， the study of RbPb₂X₅ perovskites material is relatively backward. In this paper， the effect of different ball milling times on the formation of RbPb₂Cl₅ crystals was investigated by controlling the molar ratio of reaction precursors using a mechanical grinding method. The X-ray diffraction result showed that the pure phase RbPb₂Cl₅ crystal powder could be prepared after 1 h of grinding， and its structure was attributed to the monoclinic crystal system with ［Pb-Cl₇］ decahedra connected by edge-sharing phases， and the P2₁/C space point group. The RbPb₂Cl₅ crystals show significant absorption in the UV region with a band edge absorption value of 3.82 eV. Under photoexcitation conditions， the crystals display excitation wavelength dependent dual wavelength fluorescence of yellow-green light at 540 nm and orange light at 635 nm. The study of the variable temperature spectra， time-resolved spectra and the linear dependence of the intensity of the emission peaks on the energy density suggests that the luminescence mechanism should be attributed to the fact that the material has two different self-trapped excitonic states， resulting in a dual-channel emission dependent on the excitation wavelength.

Key words: 3D RbPb₂Cl₅, Mechanical grinding synthesis, Excitation wavelength dependent emission

CLC Number:

O614

TrendMD:

ZHANG Zhinan, CHENG Haiming, TENG Shiyong, ZHANG Ying. Synthesis and Optical Properties of RbPb₂Cl₅[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(11): 20220418.

Figures/Tables 5

References 41

1	Yang X. G.， Ma L. F.， Yan D. P.， Chem. Sci.， 2019， 10（17）， 4567—4572
2	Zhou B.， Yan D. P.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2019， 58（42）， 15128—15135
3	Nedelcu G.， Protesescu L.， Yakunin S.， Bodnarchuk M. I.， Grotevent M. J.， Kovalenko M. V.， Nano Lett.， 2015， 15（8）， 5635—5640
4	Zhang D. D.， Yang Y. M.， Bekenstein Y.， Yu Y.， Gibson N. A.， Wong A. B.， Eaton S. W.， Kornienko N.， Kong Q.， Lai M. L.， Alivisatos A. P.， Leone S. R.， Yang P. D.， J. Am. Chem. Soc.， 2016， 138（23）， 7236—7239
5	Doane T. L.， Ryan K. L.， Pathade L.， Cruz K. J.， Zang H. D.， Cotlet M.， Maye M. M.， ACS Nano， 2016， 10（6）， 5864—5872
6	Sutton R. J.， Eperon G. E.， Miranda L.， Parrott E. S.， Kamino B. A.， Patel J. B.， Hörantner M. T.， Johnston M. B.， Haghighirad A. A.， Moore D. T.， Snaith H. J.， Adv. Energy Mater.， 2016， 6（8）， 1502458
7	Jiang Y. Z.， Yuan J.， Ni Y. X.， Yang J.， Wang Y.， Jiu T. G.， Yuan M. J.， Chen J.， Joule， 2018， 2（7）， 1356—1368
8	Cheng L. P.， Huang J. S.， Shen Y.， Li G. P.， Liu X. K.， Li W.， Wang Y. H.， Li Y. Q.， Jiang Y.， Gao F.， Lee C. S.， Tang J. X.， Adv. Opt. Mater.， 2019， 7（4）， 1801534
9	Deng W.， Huang H. C.， Jin H. M.， Li W.， Chu X.， Xiong D.， Yan W.， Chun F. J.， Xie M. L.， Luo C.， Jin L.， Liu C. Q.， Zhang H. T.， Deng W. L.， Yang W. Q.， Adv. Opt. Mater.， 2019， 7（6）， 1801521
10	Xue M. N.， Zhou H.， Ma G. K.， Yang L.， Song Z. H.， Zhang J.， Wang H.， Sol. Energy Mater. Sol. Cells， 2018， 187， 69—75
11	Zhang W.， Wei J. J.， Gong Z. L.， Huang P.， Xu J.， Li R. F.， Yu S. H.， Cheng X. W.， Zheng W.， Chen X. Y.， Adv. Sci.， 2020， 7（22）， 2002210
12	Shi W. B.， Zhang X.， Matras⁃Postolek K.， Yang P.， J. Mater. Chem. C， 2022， 10（10）， 3886—3893
13	Qiu Y. X.， Ma Z. M.， Dai G. K.， Fu X. H.， Wang Y. S.， Jia X. R.， Ma Z. Y.， J. Mater. Chem. C， 2022， 10（16）， 6227—6235
14	Chen Y. B.， Molokeev M. S.， Atuchin V. V.， Reshak A. H.， Auluck S.， Alahmed Z. A.， Xia Z. G.， Inorg. Chem.， 2018， 57（15）， 9531—9537
15	Toso S.， Baranov D.， Manna L.， ACS Energy Lett.， 2020， 5（11）， 3409—3414
16	Akkerman Q. A.， Abdelhady A. L.， Manna L.， J. Phys. Chem. Lett.， 2018， 9（9）， 2326—2337
17	Quarti C.， Katan C.， Even J.， J. Phys. Mater.， 2020， 3（4）， 042001
18	Dursun I.， Debastiani M.， Turedi B.， Alamer B.， Shkurenko A.， Yin J.， El⁃Zohry A. M.， Gereige I.， AlSaggaf A.， Mohammed O. F.， Eddaoudi M.， Bakr O. M.， ChemSusChem， 2017， 10（19）， 3746—3749
19	Wang K. H.， Wu L.， Li L.， Yao H. B.， Qian H. S.， Yu S. H.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2016， 55（29）， 8328—8332
20	Ruan L. F.， Lin J.， Shen W.， Deng Z. T.， Nanoscale， 2018， 10（16）， 7658—7665
21	Lv J. F.， Fang L. L.， Shen J. Q.， Mater. Lett.， 2018， 211， 199—202
22	Li P. Z.， Cheng Y. Z.， Zhou L.， Yu X. Q.， Jiang J. T.， He M. L.， Liang X. J.， Xiang W. D.， Mater. Res. Bull.， 2018， 105， 63—67
23	Wang R. D.， Li Z.， Li S. T.， Wang P. F.， Xiu J. S.， Wei G. X.， Liu H. Q.， Jiang N.， Liu Y. Y.， Zhong M. Z.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2020， 12（37）， 41919—41931
24	Yao Q.， Zhang J.， Wang K. Y.， Jing L.， Cheng X. H.， Shang C. Y.， Ding J. X.， Zhang W. W.， Sun H. Q.， Zhou T. L.， J. Mater. Chem. C， 2021， 9（23）， 7374—7383
25	Yang B.， Yin L. X.， Niu G. D.， Yuan J. H.， Xue K. H.， Tan Z. F.， Miao X. S.， Niu M.， Du X. Y.， Song H. S.， Lifshitz E.， Tang J.， Adv. Mater.， 2019， 31（44）， 1904711
26	Zhang Z. X.， Guo X. Y.， Huang K. K.， Sun X. Q.， Li X. M.， Zeng H. B.， Zhu X. B.， Zhang Y.， Xie R. G.， J. Lumin.， 2022， 241， 118500
27	Li F.， Huang S.， Liu X. Y.， Bai Z. L.， Wang Z. T.， Xie H. D.， Bai X. D.， Zhong H. Z.， Adv. Funct. Mater.， 2021， 31（11）， 2008211
28	Nitsch K.， Dušek M.， Nikl M.， Polák K.， Rodová M.， Prog. Crystal Growth Charact.， 1995， 30（1）， 1—22
29	Nikl M.， Nitsch K.， Polak K.， Phys. Stat. Sol. B， 1991， 166（2）， 511—518
30	Ogorodnikov I. N.， Bastrikova N. S.， Pustovarov V. A.， Isaenko L. I.， J. Opt. Soc. Am. B， 2014， 31（8）， 1935—1941
31	Kovalenko E. N.， Yunakova O. N.， Yunakov N. N.， Funct. Mater.， 2019， 26（2）， 295—301
32	Lichkova N. V.， Zagorodnev V. N.， Okhrimchuk A. G.， Butvina L. N.， Irzhak D. V.， Karandashev V. K.， Inorg. Mater.， 2014， 50（2）， 197—204
33	Okhrimchuk A. G.， Butvina L. N.， Dianov E. M.， Shestakova I. A.， Lichkova N. V.， Zagorodnev V. N.， Shestakov A. V.， J. Opt. Soc. Am. B， 2007， 24（10）， 2690—2695
34	Serazetdinov A. R.， Smirnov A. A.， Pustovarov V. A.， Isaenko L. I.， AIP Conference Proceedings， 2017， 1886（1）， 020078
35	Ma Y. Y.， Song Y. R.， Xu W. J.， Zhong Q. Q.， Fu H. Q.， Liu X. L.， Yue C. Y.， Lei X. W.， J. Mater. Chem. C， 2021， 9（31）， 9952—9961
36	Zhang Z. X.， Zhao R. T.， Teng S. Y.， Huang K. K.， Zhang L. J.， Wang D. Y.， Yang W. S.， Xie R. G.， Pradhan N.， Small， 2020， 16（44）， 2004272
37	Yu W. W.， Peng X. G.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2007， 46（15）， 2559
38	Xie R. G.， Battaglia D.， Peng X. G.， J. Am. Chem. Soc.， 2007， 129（50）， 15432—15433
39	Yang H. Z.， Zhang Y. H.， Pan J.， Yin J.， Bakr O. M.， Mohammed O. F.， Chem. Mater.， 2017， 29（21）， 8978—8982
40	Lao X. Z.， Yang Z.， Su Z. C.， Wang Z. L.， Ye H. G.， Wang M. Q.， Yao X.， Xu S. J.， Nanoscale， 2018， 10（21）， 9949—9956
41	Zhao H.， Kalt H.， Phys. Rev. B， 2003， 68（12）， 125309

[1]	ZHOU Shijie, ZHAO Ying, NIU Rui, XU Bo, XUE Dongzhi, WANG Yinghui, ZHANG Hongjie. Novel Biodegradable Nanodrugs ZnO₂@Fe³⁺-TA@PVP for Chemodynamic Therapy [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(12): 20220554.
[2]	ZHAO Hengzhi, YU Fangzhi, LI Xiangfei, LI Lele. Advances in Biosensing and Imaging Based on the Integration of DNA and Upconversion Nanoparticles [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(12): 20220626.
[3]	ZHANG Qian, LIU Yawei, WANG Fan, LIU Kai, ZHANG Hongjie. High-resolution in vivo Imaging， Diagnosis and Treatment Applications of Rare-earth-based Nanomaterials [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(12): 20220552.
[4]	YANG Qingfeng, LYU Liang, LAI Xiaoyong. Progress on Preparation and Electrocatalytic Application of Hollow MOFs [J]. Chem. J. Chinese Universities, 0, (): 20220666.
[5]	ZHU Haotian, JIN Meixiu, TANG Wensi, SU Fang, LI Yangguang. Properties of Transition Metal-biimidazole-Dawson-type Tungstophosphate Hybrid Compounds as Supports for Enzyme Immobilization [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(11): 20220328.
[6]	YUAN Meng, ZHAO Yingjie, WU Yuchen, JIANG Lei. Assembly of Perovskite Arrays and Multifunctional Detector Applications [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(11): 20220448.
[7]	XING Peiqi, LU Tong, LI Guanghua, WANG Liyan. Controllable Syntheses of Two Cd（II） Metal-organic Frameworks Possessing Related Structures [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(10): 20220218.
[8]	SHAO Wenhui, HU Xin, SHANG Jing, LIN Feng, JIN Liming, QUAN Chunshan, ZHANG Yanmei, LI Jun. Design， Synthesis and Photocatalytic Antibacterial Mechanism of Ag-AgVO₃/BiVO₄ Composite as a High-efficient and Broad-spectral Antibacterial Agent [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(10): 20220132.
[9]	LI Dan, XIAO Liping, FAN Jie. Inorganic-based Surface Materials with Anti-SARS-CoV-2 Properties and Their Mechanisms of Action [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(10): 20220301.
[10]	ZHANG Taiwen, GUO Jun, ZHANG Dan, YUAN Changmei, QIU Shuangyan. Synthesis， Characterization and Catalytic Oxidation Iodine Ion Performance of trz-Cl-Cu-PMo₁₂ [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(10): 20220215.
[11]	WU Yu, LI Xuan, YANG Hengpan, HE Chuanxin. Construction of Cobalt Single Atoms via Double-confinement Strategy for High-performance Electrocatalytic Reduction of Carbon Dioxide [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(9): 20220343.
[12]	ZHAO Sheng, HUO Zhipeng, ZHONG Guoqiang, ZHANG Hong, HU Liqun. Preparation of Modified Gadolinium/Boron/Polyethylene Nanocomposite and Its Radiation Shielding Performance for Neutron and Gamma-ray [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(6): 20220039.
[13]	LU Cong, LI Zhenhua, LIU Jinlu, HUA Jia, LI Guanghua, SHI Zhan, FENG Shouhua. Synthesis， Structure and Fluorescence Detection Properties of a New Lanthanide Metal-Organic Framework Material [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(6): 20220037.
[14]	ZHUANG Jiahao, WANG Dingsheng. Current Advances and Future Challenges of Single-atom Catalysis [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(5): 20220043.
[15]	LI Jiafu, ZHANG Kai, WANG Ning, SUN Qiming. Research Progress of Zeolite-encaged Single-atom Metal Catalysts [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(5): 20220032.

Synthesis and Optical Properties of RbPb₂Cl₅

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