zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2022-88-4-5-9zldm-1640Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISОпределение состава нанокомпозитов CsPbBr2X (X = Cl, I) методом рентгенофлуоресцентного анализа с полным внешним отражениемChemical analysis of CsPbBr2X (X = Cl, I) nanocomposites by total reflection X-ray fluorescence spectroscopy (TXRF)ФилатоваД. Г.FilatovaD. G.

119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3119334, Москва, Ленинский пр-т, д. 49

119991, Moscow, Leninskiye Gory, 1–3119334, Moscow, Leninsky prosp., 49

gak1.analyt@gmail.comЧижовА. С.ChizhovA. S.

119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3

119991, Moscow, Leninskiye Gory, 1–3

РумянцеваМ. Н.RumyantsevaM. N.

119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3

119991, Moscow, Leninskiye Gory, 1–3

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, химический факультет; Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наукРоссияLomonosov Moscow State University; Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of SciencesRussian FederationМосковский государственный университет имени М. В. Ломоносова, химический факультетРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation20222704202288459Copyright © Филатова Д.Г., Чижов А.С., Румянцева М.Н., 20222022Филатова Д.Г., Чижов А.С., Румянцева М.Н.Filatova D.G., Chizhov A.S., Rumyantseva M.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1640

Предложен подход к определению компонентов перовскитных нанокомпозитов предположительного состава CsPbBr2Cl и CsPbBr2I методом РФА ПВО. Пробоподготовка состоит в обработке гидрофобных образцов ДМФА с последующим разбавлением полученных растворов водой. При использовании раствора меди в качестве внутреннего стандарта достигнута воспроизводимость результатов определения элементов методом РФА ПВО с Sr не более 0,05. Правильность определения Cs, Pb, Br и I подтверждена результатами определения методом ИСП-МС в растворах после обработки образцов ДМФА с последующим разбавлением 2 %-ной HNO3 для Cs, Pb, Br или гидроксидом тетраметиламмония (ТМАН) для Cs, Pb, Br и I. Правильность определения хлоридов подтверждена методом прямой потенциометрии в разбавленных растворах, при этом показано, что свинец не образует нерастворимых хлоридов в растворе ТМАН и не мешает определению. Влияние бромидов на определение хлоридов характеризуется потенциометрическим коэффициентом 10–3. Согласно полученным результатам определения элементов установлен химический состав синтезированных соединений — CsPbBr2Cl и CsPbBr2,7I0,3.

An approach to TXRF determination of the composition of perovskite nanocomposites of the putative composition CsPbBr2Cl and CsPbBr2I is proposed. Sample preparation consists in treatment of hydrophobic samples with dimethylformamide (DMFA) and subsequent dilution of the obtained solutions with water. When using copper solution as an internal standard the reproducibility of the results of TXRF determination of the elements is attained with a Sr no more than 0.05. The validity of the determination of Cs, Pb, Br, and I is confirmed by the results of their determination by ICP-MS in solutions after processing samples in DMFA followed by dilution with 2% HNO3 for Cs, Pb, Br or tetramethylammonium hydroxide TMAH for Cs, Pb, Br, and I, whereas the determination of chlorides is confirmed by the method of direct potentiometry in diluted solutions. It is shown that lead does not form insoluble chlorides in TMAH solution and does not interfere with the determination. The effect of bromides on the determination of chlorides is characterized by a potentiometric coefficient of 10–3. The results obtained provide determination of the stoichiometry of the synthesized compounds CsPbBr2Cl and CsPbBr2.7I0.3.

перовскитыCsPbBr2Xрентгеновская флуоресценция с полным внешним отражениемРФА ПВОperovskitesCsPbBr2Xtotal reflection X-ray fluorescence spectroscopyTXRFReferencesZhao H., Zhou Y., Benetti D., et al. Perovskite quantum dots integrated in large-area luminescent solar concentrators. / Nano Energy. 2017. Vol. 37. P. 214 – 223. DOI:10.1016/j.nanoen.2017.05.030Zhao H., Zhou Y., Benetti D., et al. Perovskite quantum dots integrated in large-area luminescent solar concentrators. / Nano Energy. 2017. Vol. 37. P. 214 – 223. DOI:10.1016/j.nanoen.2017.05.030Chizhov A., Rumyantseva M. N., Drozdov K. A., et al. Photoresistive gas sensor based on nanocrystalline ZnO sensitized with colloidal perovskite CsPbBr3 nanocrystals / Sens. Actuators B. 2021. Vol. 329. 129035. DOI:10.1016/j.snb.2020Chizhov A., Rumyantseva M. N., Drozdov K. A., et al. Photoresistive gas sensor based on nanocrystalline ZnO sensitized with colloidal perovskite CsPbBr3 nanocrystals / Sens. Actuators B. 2021. Vol. 329. 129035. DOI:10.1016/j.snb.2020Protesescu L., Yakunin S., Bodnarchuk M. I., et al. Nanocrystals of Cesium Lead Halide Perovskites (CsPbX3, X = Cl, Br, and I): Novel Optoelectronic Materials Showing Bright Emission with Wide Color Gamu. / Nano Lett. 2015. Vol. 15. P. 3692 – 3696. DOI:10.1021/nl5048779Protesescu L., Yakunin S., Bodnarchuk M. I., et al. Nanocrystals of Cesium Lead Halide Perovskites (CsPbX3, X = Cl, Br, and I): Novel Optoelectronic Materials Showing Bright Emission with Wide Color Gamu. / Nano Lett. 2015. Vol. 15. P. 3692 – 3696. DOI:10.1021/nl5048779Bakay M. S., Şarkaya K., Çadırcı M. Electrical properties of CsPbX3 (X = Cl, Br) perovskite quantum dot/poly (HEMA) cryogel nanocomposites / Mater. Chem. Phys. 2022. Vol. 27. 125479. DOI:10.1016/j.matchemphys.2021.125479Bakay M. S., Şarkaya K., Çadırcı M. Electrical properties of CsPbX3 (X = Cl, Br) perovskite quantum dot/poly (HEMA) cryogel nanocomposites / Mater. Chem. Phys. 2022. Vol. 27. 125479. DOI:10.1016/j.matchemphys.2021.125479Chen C.-Y., Lin H.-Y., Chiang K.-M., et al. All-Vacuum-Deposited Stoichiometrically Balanced Inorganic Cesium Lead Halide Perovskite Solar Cells with Stabilized Efficiency Exceeding 11% / Adv. Mater. 2017. Vol. 29. 1605290. DOI:10.1002/adma.201605290Chen C.-Y., Lin H.-Y., Chiang K.-M., et al. All-Vacuum-Deposited Stoichiometrically Balanced Inorganic Cesium Lead Halide Perovskite Solar Cells with Stabilized Efficiency Exceeding 11% / Adv. Mater. 2017. Vol. 29. 1605290. DOI:10.1002/adma.201605290Sudipta S., Tasnim A., Apurba De, Anunay S. Tackling the Defects, Stability, and Photoluminescence of CsPbX3 Perovskite Nanocrystals / ACS Energy Lett. 2019. Vol. 4. P. 1610 – 1618. DOI:10.1021/acsenergylett.9b00849Sudipta S., Tasnim A., Apurba De, Anunay S. Tackling the Defects, Stability, and Photoluminescence of CsPbX3 Perovskite Nanocrystals / ACS Energy Lett. 2019. Vol. 4. P. 1610 – 1618. DOI:10.1021/acsenergylett.9b00849Bin-Bin Zhang, Bao Xiao, Songtao Dong, Yadong Xu. The preparation and characterization of quasi-one-dimensional lead-based perovskite CsPbI3 crystals from HI aqueous solutions / J. Cryst. Growth. 2018. Vol. 498. P. 1 – 4. DOI:10.1016/j.jcrysgro.2018.05.027Bin-Bin Zhang, Bao Xiao, Songtao Dong, Yadong Xu. The preparation and characterization of quasi-one-dimensional lead-based perovskite CsPbI3 crystals from HI aqueous solutions / J. Cryst. Growth. 2018. Vol. 498. P. 1 – 4. DOI:10.1016/j.jcrysgro.2018.05.027Allegretta I., Giannelli R., Grisorio R., et al. Chemical analysis of cesium lead-halide perovskite nanocrystals by total-reflection X-ray fluorescence spectroscopy / Spectrochim. Acta B. 2020. Vol. 164. 105750. DOI:10.1016/j.sab.2019.105750Allegretta I., Giannelli R., Grisorio R., et al. Chemical analysis of cesium lead-halide perovskite nanocrystals by total-reflection X-ray fluorescence spectroscopy / Spectrochim. Acta B. 2020. Vol. 164. 105750. DOI:10.1016/j.sab.2019.105750Eliseev E., Filatova D., Chizhov A., et al. Simple in situ analysis of metal halide perovskite-based sensor materials using micro X-ray fluorescence and inductively coupled plasma mass spectrometry / Mendeleev Comm. 2021. Vol. 31. N 4. P. 462 – 464. DOI:10.1016/j.mencom.2021.07.008Eliseev E., Filatova D., Chizhov A., et al. Simple in situ analysis of metal halide perovskite-based sensor materials using micro X-ray fluorescence and inductively coupled plasma mass spectrometry / Mendeleev Comm. 2021. Vol. 31. N 4. P. 462 – 464. DOI:10.1016/j.mencom.2021.07.008Maes J., Balcaen L., Drijver E., et al. On the Light Absorption Coefficient of CsPbBr3 Perovskite Nanocrystals / J. Phys. Chem. Lett. 2018. Vol. 9. P. 3093 – 3097. DOI:10.1021/acs.jpclett.8b01065Maes J., Balcaen L., Drijver E., et al. On the Light Absorption Coefficient of CsPbBr3 Perovskite Nanocrystals / J. Phys. Chem. Lett. 2018. Vol. 9. P. 3093 – 3097. DOI:10.1021/acs.jpclett.8b01065Rodríguez-Saldana V., Fobil J., Basu N. Lead (Pb) exposure assessment in dried blood spots using Total Reflection X-Ray Fluorescence (TXRF) / Environ. Res. 2021. Vol. 198. 110444. DOI:10.1016/j.envres.2020.110444Rodríguez-Saldana V., Fobil J., Basu N. Lead (Pb) exposure assessment in dried blood spots using Total Reflection X-Ray Fluorescence (TXRF) / Environ. Res. 2021. Vol. 198. 110444. DOI:10.1016/j.envres.2020.110444Costa C. L. S., Prais C. T., Nascentes C. C. A simple method for glass analysis using total reflection X-ray fluorescence spectrometry / Talanta. 2022. 123354. DOI:10.1016/j.talanta.2022.123354Costa C. L. S., Prais C. T., Nascentes C. C. A simple method for glass analysis using total reflection X-ray fluorescence spectrometry / Talanta. 2022. 123354. DOI:10.1016/j.talanta.2022.123354Cinosi A., Siviero G., Monticelli D., Furian R. Trace element quantification in light fuels by total reflection X-ray fluorescence spectrometry / Spectrochim. Acta B. 2020. Vol. 164. 105749. DOI:10.1016/j.sab.2019.105749Cinosi A., Siviero G., Monticelli D., Furian R. Trace element quantification in light fuels by total reflection X-ray fluorescence spectrometry / Spectrochim. Acta B. 2020. Vol. 164. 105749. DOI:10.1016/j.sab.2019.105749Von Bohlen A., Fernández-Ruiz R. Experimental evidence of matrix effects in total-reflection X-ray fluorescence analysis: Coke case / Talanta. 2020. Vol. 209. 120562. DOI:10.1016/j.talanta.2019.120562Von Bohlen A., Fernández-Ruiz R. Experimental evidence of matrix effects in total-reflection X-ray fluorescence analysis: Coke case / Talanta. 2020. Vol. 209. 120562. DOI:10.1016/j.talanta.2019.120562

The authors declare that there are no conflicts of interest present.