碘化铋的应用

背景及概述^[1][2]

碘化铋又名三碘化铋。BiI₃＝589.69，灰黑色有金属光泽的六角形晶体或粉末。在惰性气体中加热能升华。溶于醇、盐酸、 氢碘酸和碘化钾溶液，微溶于液氨、苯、甲苯，不溶于冷水。空气中逐渐分解。遇强酸也分解。将粉状铋 与碘混合，研磨，加热使之反应，或将碘溶于二氯化 锡的浓盐酸饱和溶液中，加入三氧化二铋而制得。 用作分析试剂。

应用 ^[2-4]

一、用于制备碘化铋二维材料

碘化铋作为一种层状材料拓展了二维材料家族，所述的碘化铋纳米片拓展了新的二维 材料，可以应用于辐射探测器、X射线检测等，其垂直异质结及电学、光电学器件的制备为发 现新的电子、光电子器件设备提供了新的可能。基于其独特的二维层状结构，二维碘化铋具备许多优良的性能。碘化铋的带隙相对较宽，且Bi和I的原子序数较大使得BiI₃可以应用于辐射探测器、X射线检测等等。近期 的研究表明BiI3是一种在薄膜光伏设备方面很有潜力的材料。尽管碘化铋纳米片具有如 此大的潜能，但目前制备不同厚度，结晶性好，形貌好的碘化铋纳米片还尚待研究。虽然，厚度1-10μm的单晶碘化铋微米片已经通过开流升华过程被制备出来，厚度为50-400μm的单晶碘化铋纳米片已经通过物理气相沉积方法在高真空的条件下被制备出来。但现存的制备方法物理气相沉积，制备出来的碘化铋纳米片厚度达微米水平且需要在真空条件在进行。

CN201710261253.8提供了一种碘化铋二维材料的制备方法，通过更换基底，可制得碘化铋纳米片和碘化铋异质结产品。一种碘化铋二维材料的制备方法，将碘化铋粉末在305～360℃的温度、5～225sccm的载气流量下物理气相沉积在基底表面，制得碘化铋纳米片；或物理气相沉积在长有二维材料A的基底表面，制得垂直异质结碘化铋-二维材料A。本发明制备过程中无复杂操作步骤和其他原料的使用，设备简单，且操作简单易行。本发明通过简单的常压物理气相沉积方法得到了厚度为10-120nm的单晶碘化铋纳米片，大小在3-10μm，为单晶，质量高；此外，还首次成功合成了碘化铋-二维材料A的异质结构，制备方法简单可行，为其他范德华异质结构的制备提供了参考。

图1制备碘化铋纳米片的常压物理气相沉积装置示意图；

二、用于制备甲基氨基碘化铋光伏薄膜

CN201510173613.X提供一种甲基氨基碘化铋光伏薄膜的制备方法，该方法利用甲胺和氢碘酸混合，在低温环境中反应，然后蒸发干燥获得甲胺碘粉体，再将甲胺碘粉体和碘化铋粉体溶于二甲基甲酰胺或γ-丁内酯溶液中，加热搅拌溶解后，通过旋涂在衬底上，并在设定的温度下加热晶化，形成甲基氨基碘化铋薄膜。本发明所述方法具有工艺简单，成本低，环境友好，易于规模化生产等优点。通过本发明所述方法获得的甲基氨基碘化铋带隙在可见光区，制备成太阳能电池器件后测I—V曲线，具有良好的光电转换性能，可用于太阳能电池光伏领域。

甲基氨基碘化铋光伏薄膜的制备方法，该方法以甲胺、氢碘酸、碘化铋为原料，使用溶胶凝胶法，通过控制溶液浓度和加热时间，得到甲基氨基碘化铋薄膜，具体操作按下列步骤进行：

a、将甲胺和氢碘酸按摩尔比为1:1—1.5混合，在低温-10℃—10℃环境中反应，时间1—2h，然后升温50℃—70℃蒸发，得到粉体，再使用无水乙醇将粉体加热溶解，温度30℃—80℃，然后降温到-30—0℃析出甲胺碘，重复操作2次，提纯甲胺碘，最后在温度50℃—70℃加热蒸发，干燥，得到甲胺碘粉体，收集待用；

b、将步骤a中得到的甲胺碘粉体溶于有机溶剂为二甲基甲酰胺或γ-丁内酯中，室温搅拌，配置成浓度为0.3—1.5mol/L的甲胺碘溶液，置于烧杯中；

c、按摩尔比1.5—3:1将碘化铋加入步骤b中所得的甲胺碘溶液中，配置成浓度0.1—0.5mol/L的溶液，加热搅拌，使溶液澄清；

d、取步骤c所得溶液滴在衬底为掺杂氟的氧化锡透明导电玻璃、氧化铟锡透明导电玻璃或Si片上，使用旋涂仪在2000—4000r/min的转速下旋涂10—20秒；

e、将步骤d所得样品在放在温控台上，在温度100—150℃下加热5—10min，即得到甲基氨基碘化铋薄膜。

本发明所述的一种甲基氨基碘化铋光伏薄膜的制备方法，通过该方法制备的甲基氨基碘化铋薄膜是一中无铅有机无机杂化光伏薄膜材料，带隙在可见光区，具有良好的光吸收性能，可应用与太阳能光伏领域。本发明所述方法制备的甲基氨基碘化铋薄膜结构上具有尺寸均匀，厚度可控的特点，能够满足光电器件使用要求。

三、用于制备一种高亮度荧光粉

CN200410026054.1提供一种制备简单，且能够提高显像管亮度地高亮度荧光粉的制备方法。为达到上述目的，本发明采用的制备方法为：首先将40～200份的 硫化锌及硫化锌质量的0.235～0.881‰的硝酸铜、0～0.12‰的金、 0.01～0.20％的碘化铋、0.01～.20％的碘化钾、0.01～0.20％的碘化铵、0.04～ 0.30％的溴化锶、1～4％的硫和1～3％的碳酸氢铵混合制成基质材料；再 将硫化锌质量的0.07～0.3‰的γ晶型的三氧化二铝加入基质材料中搅拌均匀；最后将装有硫化锌质量的5～30％的硫和5～30％的活性炭的石英 舟与加入有三氧化二铝的基质材料一同放入带有石英盖的石英容器内， 并且石英舟在基质材料表面上，之后在有氮气保护的隧道式电气炉内在 940～990℃烧结60～180分钟即可。由于本发明采用直接加入高活性的Al₂O₃的方法，使Al³⁺更容易进入 ZnS晶格内，从而提高了荧光粉的亮度。

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2] CN201710261253.8 一种碘化铋二维材料、制备及其应用

[3] CN201510173613.X 一种甲基氨基碘化铋光伏薄膜的制备方法

[4] CN200410026054.1 一种高亮度荧光粉的制备方法