Определение состава нанокомпозитов CsPbBr₂X (X = Cl, I) методом рентгенофлуоресцентного анализа с полным внешним отражением

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 CsPbBr_2,7I_0,3.

1. Zhao 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.2017.05.030

2. Chizhov 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.2020

3. Protesescu 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/nl5048779

4. Bakay 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.2021.125479

5. Chen 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.201605290

6. Sudipta 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.9b00849

7. Bin-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.2018.05.027

8. Allegretta 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.2019.105750

9. Eliseev 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.2021.07.008

10. Maes 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.8b01065

11. Rodríguez-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.2020.110444

12. Costa 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.2022.123354

13. Cinosi 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.2019.105749

14. Von 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