多酸/邻菲罗啉钌LBL薄膜的制备及电化学调控荧光开关性能

通过层层静电自组装技术制备了基于电致变色多酸P_8W_(48)与发光邻菲罗啉钌Ru(phen)的杂化红光薄膜[(PEI/P_8W_(48))_m/PEI/PSS/Ru(phen)/PSS]_(15)[m=1,3,5;PEI=聚乙烯亚胺;PSS=聚(4-苯乙烯磺酸钠)].利用紫外-可见光谱对薄膜的组成及增长进行了表征;通过循环伏安法对薄膜的电化学氧化还原性质进行了考察;通过荧光光谱对薄膜的发光性质进行了研究.结果表明,薄膜在外加氧化还原电位下呈现出可逆的电致变色-荧光开关性质;在阶跃电位-0.85 V/0.85 V下循环50次,其电致变色及荧光开关性能没有明显的减弱,体现了良好的电化学稳定性.     

钒修饰磷钨酸盐/刚果红电致变色膜的制备及性能研究

借助Layer-by-Layer自组装技术分别构筑了钒修饰的钨酸盐K_7P_2W_(17)VO_(62)·18H_2O(P_2W_(17)V)、聚乙烯亚胺的复合膜[PEI/P_2W_(17)V]_(20),K_7P_2W_(17)VO_(62)·18H_2O(P_2W_(17)V)、聚乙烯亚胺、刚果红(Congo red,CR)复合膜[PEI/P_2W_(17)V/PEI/刚果红]_(20)。紫外-可见吸收光谱监测显示两种复合膜的构筑是成功的,均实现了复合膜均一稳定的增长。电化学工作站和紫外可见吸收光谱联机对复合膜的电致变色性能研究显示:染料刚果红的加入,不但丰富了多酸电致变色材料的颜色种类,实现了由红色到浅紫色的可逆变化,更使光反差提高9.36%,复合膜的变色能力得到了很大的增强,实现了复合膜可调颜色的电致变色,有望在变色薄膜领域得到新的应用。     

磷钨酸盐修饰的氧化钨薄膜的制备与电致变色性质研究

为了提高WO_3纳米粒子薄膜的光学对比度,利用层接层自组装方法,将Keggin型结构的磷钨酸盐H_3[α-PW_(12)O_(40)]与WO_3纳米粒子复合,制备[PEI/PW_(12)/PEI/WO_3]_(20)复合膜.采用扫描电镜、紫外光谱和电化学工作站对复合膜的形貌及电致变色性能进行研究,结果表明:该复合膜与单纯的WO_3纳米粒子薄膜相比,光学对比度提高了117.28%,且这种复合膜提供了较大的H~+扩散系数,可以获得更好的电致变色性能.     

P2W18O626-@Tb3+溶液电致变色/荧光开关性质的可逆调控及对H2O2的光谱检测

基于功能互补原理,将Dawson型多阴离子P_2W_(18)O_(62)~(6-)可逆的电致变色性质与Tb~(3+)优异的发光性质相结合,在外加氧化还原电位下实现了P_2W_(18)O_(62)~(6-)@Tb~(3+)混合溶液可逆的电致变色及荧光开关性能,考察外加还原电位对电致变色响应时间及荧光开关能量转移效率的影响,在-0.38、-0.69、-0.85 V下混合溶液的能量转移效率分别为85.97%、87.53%、93.42%。在此基础上,将电化学还原与化学氧化相结合实现了P_2W_(18)O_(62)~(6-)@Tb~(3+)混合溶液对H_2O_2紫外可见、荧光双光谱检测,紫外可见、荧光光谱法对H_2O_2的检出限分别为1.76×10~(-2)、3.04μmol·L~(-1)。     

杂多钨酸盐/茜素红复合膜制备及电致变色性能研究

通过Lb L自组装技术构筑了基于杂多钨酸盐K_(12. 5)Na_(1. 5)[NaP_5W_(30)O_(110)]·15 H_2O(P_5W_(30)),有机染料茜素红(AR)和聚乙烯亚胺的复合膜。利用紫外-可见吸收光谱、扫描电镜和循环伏安扫描对复合膜的形貌及氧化还原性质进行了表征,使用电化学工作站和紫外-可见吸收光谱联机对复合材料的电致变色性能进行了研究。结果显示,复合膜的构筑是成功的,光反差为33.7%,着色时间为2.7 s,褪色时间为1.5 s,最大着色效率为52 cm2C~(-1),复合膜实现了由淡橙色到蓝绿色,进而到深绿之间的可逆变化,实现了可调颜色的电致变色。     

石墨烯-ITO复合电极对聚苯胺薄膜电致变色性质的影响

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),首先,石墨与浓硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷反应制得强氧化产物,随后将其与浓硫酸、硝酸钠、高锰酸钾反应,经双氧水发泡、酸洗、超声等合成氧化石墨烯水溶液,再通过金属箔还原和基底转移过程制备GO-氧化铟锡(ITO)复合电极材料.通过金属箔还原和基底转移过程制备GO-氧化铟锡(ITO)复合电极材料.利用电化学聚合法在GO-ITO复合电极上制备聚苯胺(PANI)薄膜,并对其形貌结构、电化学及电致变色性质进行表征.结果表明,与ITO电极相比,采用GO-ITO复合电极制备的PANI的成膜性得到明显改善,复合电极具有更加均匀细致的颗粒表面,增大了聚合物与电解液之间的接触面积,为电致变色过程中平衡离子的注入/脱出提供了更多的通道,因而PANI薄膜在700nm处的光学对比度提高了约13%,响应速度缩短了约2.6 s,着色效率高达169.6 cm2/C.GO的引入保持了PANI良好的电化学稳定性.GO-ITO复合电极有效改善了聚合物的综合性能,对于聚合物电致变色材料及器件的开发具有潜在的应用前景.     

原位聚合沉积聚苯胺薄膜及其电致变色性能

采用原位聚合的方法,以水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为空间稳定剂,直接在玻璃基体表面聚合沉积导电聚苯胺(PANI)薄膜。用扫描电镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)、四探针电导率测试仪和热重分析仪(TG)对聚苯胺膜结构及性能进行了表征。采用循环伏安法测试了薄膜的电致变色性。结果表明:盐酸掺杂聚苯胺薄膜呈翠绿色,薄膜厚115 nm,表面电导率为4.6×10-3S/cm。电致变色实验中聚苯胺电极电位在-6~ 6 V循环变化时,薄膜颜色在黄绿和蓝绿间可逆变化。电致变色前后聚苯胺薄膜的紫外可见吸收光谱表明,随着电极电位的降低,极化子峰发生红移,说明聚苯胺分子链中醌式结构单元被还原,聚苯胺薄膜质子化程度提高。     

电位调控制备还原氧化石墨烯的电催化性能研究

本文通过控制电位还原氧化石墨烯,可控制备不同含氧官能团的石墨烯纳米材料。以多巴胺、[Fe(CN)_6]~(3-)、NADH为电活性探针,研究了石墨烯表面含氧官能团、缺陷、表面荷电性质以及导电性等对石墨烯电催化性能的影响。研究发现,低还原程度的氧化石墨烯表面含有大量缺陷和丰富的官能团,能够促进多巴胺自催化反应,也有利于K_3[Fe(CN)_6]在电极表面的电子转移;随着氧化石墨烯还原程度提高,其导电性逐渐得到改善,且其表面官能团和缺陷位点数量逐渐减少,对NAD~+的吸附变弱,因而能促进NADH发生电催化氧化。     

基于[P_2W_(17)O_(61)]~(10-)构筑的一维双链稀土衍生物的结构、合成及表征

饱和Dawson型[P_2W_(18)O_(62)]~(6-)(简称为[P_2W_(18)])多酸阴离子以其稳定的化学性质、良好的结晶性能成为多酸化学领域中的重要研究对象.本文以K_6[α-P_2W_(18)O_(62)]·xH_2O、Ce(NO_3)_3·6H_2O为基本原料,通过常规水溶液加热回流法,成功地合成了一例结构单元类似2∶17型Dawson-稀土双系列结构的一维双链化合物{[Na_2[N(CH_3)_4]_8[Ce(CH_3COO)(H_2O)]_2[Ce(H_2O)_7](P_2W_(17)O_(61))]_2·23H_2O}_n(1).结构分析表明,化合物1属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为:a=1.327 97(15)nm,b=1.376 71(15)nm,c=3.121 1(3)nm.该化合物以单缺位[P_2W_(17)O_(61)]~(10-)(简称为[P_2W_(17)])为基本构筑单元,中心原子Ce不仅与[P_2W_(17)]通过氧桥直接相连,而且通过醋酸根与另外一个Ce-[P_2W_(17)]单元相连,并最终形成新颖的一维双链结构.此外,我们还通过红外光谱、元素分析、热失重分析、紫外-可见吸收光谱分析等方法,对化合物1进行了较全面的表征.     

电化学还原氧化石墨烯用于四环素电催化检测

四环素(TTC)因其广泛的抗菌性和低生产成本等特点而成为应用最广泛的兽医药物. TTC的大量使用不可避免地导致其进入地表水、地下水和污水处理厂.迄今,已有许多方法用于TTC检测,包括免疫测定法、微生物检测法和化学-物理法等.然而,这些方法费用高,耗时长或需要复杂的样品预处理过程,不适合现场测量或常规分析.电化学分析法具有操作简单、成本低廉、选择性和灵敏度较高、易实现在线检测等特点,在检测领域具有重要优势.石墨烯在电化学传感器领域表现出优越的应用性能,但有关石墨烯材料应用于电分析和电催化方面的报道仍然有限.石墨烯的前驱体氧化石墨烯(GO)片层底面上具有各种类型的含氧官能团和层状边缘,导致其绝缘并具有很多缺陷,使GO包含了sp2和sp3杂化碳原子,为GO提供了独特的具有化学功能的异构电子结构.通过对GO进行还原,可以生成新的sp2域或者改变含氧官能团的数量和类型,从而为GO提供更多的特殊性质.研究表明,电化学还原是一种绿色快速的还原方法,可以控制GO的还原程度和还原过程.本文利用电化学还原法来调整GO表面的官能团和缺陷度,利用在–0.8 V还原电位下得到的电化学还原氧化石墨烯(ERGO-0.8V)修饰玻碳电极(GC)为工作电极(GC/ERGO-0.8V),采用循环伏安法对溶解在pH=3的缓冲溶液中的TTC进行电化学检测,发现ERGO-0.8V对TTC具有电催化性能.利用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对ERGO-0.8V, ERGO-1.2V, GO及化学还原得到的石墨烯(CRGO)表面官能团和缺陷程度进行了表征,考察了TTC在ERGO-0.8V/GC上的电化学行为,对其电催化还原机理进行了推测.结果表明,与GO, ERGO-1.2V及CRGO修饰电极相比, GC/ERGO-0.8V修饰电极的催化还原峰在0–0.5 V,对TTC表现出独特的电催化性能, GC/ERGO-0.8V电极对浓度为0.1–120 mg/L的TTC溶液具有良好的检测性能,在不同浓度范围内其氧化峰峰电流与峰电位的线性关系不同. FT-IR和XPS结果显示,在–0.8 V还原电位下得到的ERGO-0.8V,其官能团类型和数量发生变化,但仍存在大量官能团,主要是羧基、羟基和环氧基.同时,拉曼表征显示ERGO-0.8V的缺陷密度增大,同时新生成的sp2域减小而使得ERGO的sp2域减小.对比GO等其他材料的表征结果推测,官能团变化是影响ERGO独特电催化性质的主要因素,除此之外还有材料的缺陷度和sp2域.推测GC/ERGO-0.8V修饰电极对TTC可能的催化机理为： TTC在GC/ERGO电极上的还原与氢醌和醌之间的转换有关;而对于ERGO,则可能对应于羧基和羟基之间的转化.然而,同样具有羧基和羟基的ERGO-1.2V则对TTC没有产生电催化作用.其原因可能是在–0.8到–1.2 V还原电位下,形成的羧基位于石墨烯片层内部,而片层内的电子传递较慢.     

钒钨酸盐/刚果红电致变色复合膜及器件研究

应用Layer-by-Layer自组装技术, 采用聚乙烯亚胺(PEI)阳离子将无机电致变色材料[P₂W₁₅V₃O₆₂]^8?(P₂W₁₅V₃)阴离子与刚果红(CR)阴离子通过静电引力复合, 构筑了复合膜[PEI/P₂W₁₅V₃/PEI/CR]₂₀及对比膜 [PEI/P₂W₁₅V₃]₂₀. 利用扫描电子显微镜、 紫外-可见吸收光谱和电化学工作站研究了复合膜的形貌与电致变色性能. 对比研究表明, 复合膜可实现浅红色-蓝紫色-浅红色的可逆颜色调变, 且保持了[P₂W₁₅V₃O₆₂]^8?阴离子的电致变色性能, 光反差22.55%, 着色效率122.67 cm²/C.复合膜循环测试400圈后透过率(500 nm)处损耗仅为6.94%, 稳定性良好; 由复合膜组装的电致变色器件也实现了由浅红色到蓝紫色的颜色变化. 本研究可为解决多酸电致变色材料颜色变化单一的问题提供参考.     

Synthesis of 8-aryl-1H-pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazolo[4,3-a] pyrimidine-4(5H)-imine by using the Preyssler''s anion [NaP5W30O110] as a green and eco-friendly catalyst

Reaction of 6-hydrazino-1,5-diphenyl-1H-pyrazolo[3,4-d]pyrimidine-4-imine with aromatic aldehyde in presence of Preyssler catalyst yielded 8-aryl-1H-pyrazolo[4,3-e][1,2,4]triazolo[4,3-a] pyrimidine-4(5H)-imine. The performance of different form of Preyssler's anions including H₁₄[NaP₅W₃₀O₁₁₀], H₁₄-P₅, mixed-addenda H₁₄[NaP₅W₂₉ MoO₁₁₀], H₁₄-P₅Mo, silica supported H₁₄[NaP₅W₃₀O₁₁₀]/SiO₂ and H₁₄-P₅/SiO₂ have been investigated. The reaction results were compared with that of a conventional acid catalyst (H₂SO₄).     

钒钨酸盐-CdS纳米粒子复合膜的制备与电致变色性能

通过层-层自组装方法制备了由Dawson结构三钒取代型钨酸盐1-K₉P₂W₁₅V₃O₆₂·18H₂O(P₂W₁₅V₃)与CdS纳米粒子构筑的复合膜材料, 研究了CdS纳米粒子添加和复合膜层数对P₂W₁₅V₃多酸复合膜材料电致变色性能的影响. 采用UV, XRD, SEM和循环伏安等测试手段对复合材料的结构和性能进行了表征; 将电化学工作站和紫外-可见吸收光谱联用, 在-1.0~+1.0 V的电压范围内, 对不同层数、 有无CdS纳米粒子复合的的膜材料的电致变色性能进行研究. 研究结果表明, 20层的复合膜材料性能最佳, 光反差为38.05%, 着色时间为3.57 s, 褪色时间为6.94 s, 最大着色效率达到94.04 cm²/C, 实现了从无色、 蓝色到蓝紫色, 再到无色的可逆颜色变化, 相对于单独P₂W₁₅V₃膜, 光反差提高46.07%, 着色效率提高96.53%, 电致变色性能显著提高.     

Large heteropolymetalate complexes formed from lanthanide (Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd), nickel cations and cryptate [As4W40O140]: synthesis and structure characterization

A new family of heteropolytungstate complexes (NH₄)₂₁[Ln(H₂O)₅{Ni(H₂O)}₂As₄W₄₀O₁₄₀]·xH₂O(Ln=Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) were prepared by the reaction of Na₂₇[NaAs₄W₄₀O₁₄₀]·60H₂O with NiCl₂·6H₂O and Ln(NO₃)₃·xH₂O at pH≈4.5. The crystal structures of (NH₄)₂₁[Gd(H₂O)₅{Ni(H₂O)}₂As₄W₄₀O₁₄₀]·51H₂O was determined by X-ray diffraction analysis and element analysis. The compound crystallizes in the monoclinic space group P2₁/n with a=19.754(3), b=24.298(4), c=39.350(6) Å, β=100.612(3)°, V=18564(5) ų, Z=2, R1(wR₂)=0.0544(0.0691). The central site S1 and two opposite sites S2 of the big cyclic ligand [As₄W₄₀O₁₄₀]²⁸⁻ are occupied by one Ln³⁺and two Ni²⁺, respectively, each site supply four O_d coordinating to metal ion, another one water molecule and other five water molecules coordinate, respectively, to Ni²⁺and Ln³⁺. Polyanion [Ln(H₂O)₅{Ni(H₂O)}₂As₄W₄₀O₁₄₀]²¹⁻ has C_2v symmetry. IR and UV–vis spectra of [NaAs₄W₄₀O₁₄₀]²⁷⁻ of the title compounds are discussed.     

Electrochemistry and spectroelectrochemistry of tert-butylcalix[4]arene bridged bis double-decker lutetium(III) phthalocyanine, Lu2Pc4 and dimeric lutetium(III) phthalocyanine, Lu2Pc2(OAc)2

In this study, electrochemical, electrochromic and spectroelectrochemical properties of a tert-butylcalix[4]arene bridged bis double-decker lutetium(III) phthalocyanine (Lu₂Pc₄ 2) were investigated explicitly as compared with a tert-butylcalix[4]arene bridged dimeric lutetium(III) phthalocyanine [Lu₂Pc₂(OAc)₂ 1]. Distinctive differences between electrochemical and electrochromic properties of 1 and 2 were detected. Moreover, the properties of 1 and 2 were compared with previously reported S₄(CH₂)₄ bridged Lu₂Pc₂(OAc)₂ and Lu₂Pc₄. The calixarene bridged phthalocyanine (Pc) compounds, 1 and 2 showed well-defined electrochromic behaviour with green-blue and blue-purple colour transitions. The enhanced electrochromic properties of 2, as compared to 1, were attributed to its double-decker structure, probably allowing the formation of suitable ion channels for the counter ion movement in the solid film.     

Synthesis and structure of a new selenium-bridged tungsten cluster, [W3Se7(S2P(OEt)2)3]Br

[W₃Se₇(S₂P(OEt)₂)₃]Br was prepared by reacting (Et₄N)₂W₃Se₇Br₆ with KS₂P (OEt)₂ in CH₃CN and its crystal structure determined. In the [W₃(μ₃-Se)(μ₂-Se₂)₃]⁴⁺ core the W---W bond length is 2.755(5)-2.764(6) Å and the Se---Se bond length is 2.32(1)- 2.34(4) Å.     

H2O2-based epoxidation of bridged cyclic alkenes with [P{Ti(O2)}2W10O38] in monophasic systems: active site and kinetics

The H₂O₂-based epoxidation of bridged cyclic alkenes in a monophasic system containing low concentrations (<2 mM) of [Bu₄ⁿN]₄[Pr₂ⁱNH₃]₂H[P{Ti(O₂)}₂W₁₀O₃₈]·H₂O (1) (with two η²-peroxotitanium sites in the anion) has been studied in search of the catalytically active species involved. ³¹P NMR spectra of 1, measured under a variety of conditions, revealed that the active species was not hydroperoxotitanium complex [P{Ti(OOH)}₂W₁₀O₃₈]⁷⁻or [P{Ti(OOH)}Ti(O₂)W₁₀O₃₈]⁷⁻. The reaction pathways for the alkene epoxidation are discussed to understand the kinetics (especially the initial [H₂O₂] dependence). It was concluded that the net catalytic reaction for the epoxidation occurred through the two-electron oxidation at the hydroperoxotitanium site in the catalyst.     

利用拉曼光谱仪对MoO3薄膜的电致变色的研究

真空蒸镀的非晶态MoO₃薄膜在H⁺/碳酸丙烯酯溶液中进行电致变色时,其拉曼光谱发生相应变化,继续阳极退色时,其拉曼光谱又退回到初始状态,表明了薄膜的微结构在着色/退色循环中能发生可逆变化。阴极着色时,Mo-O₍₁₎峰向左移动,Mo=O₍₃₎峰向右移动,而Mo-O₍₂₎峰保持不动。根据拉曼峰位移与键强度的关系,我们还可以得出着色过程中注入的氢离子与O₍₁₎结合在一起的结论。     

A new extended structural compound based on saturated Wells-Dawson polyoxoanions

A new 3D extended structural compound,(dpdo)_2H_2{[Cu(2,2'-bipy)_2]_2(P_2W_(18)O_(62))}·5H_2O 1(dpdo = 4,4'-bipyridine-N,N'-dioxide; 2,2'-bipy = 2,2'-bipyridine),has been hydrothermally synthesized and characterized by elemental analyses,IR,TG analyses,cyclic voltammetry,and single-crystal X-ray diffraction.Compound 1 is built up of[P_2W_(18)O_(62)]~(6-) cluster as the structural motif covalently linked by[Cu(2,2'-bipy)_2]~(2+) coordination complexes to yield the 1D chains,which are further in close cont...     

镧系元素Dawson结构钨钒磷四元杂多配合物的合成、表征以及对H2O2分解的催化活性

合成了通式为K₁₅H₃[Ce(P₂W₁₆VO₆₁)₂]·61H₂O、K₁₅H₄[Ln(P₂W₁₆VO₆₁)₂]·xH₂O(Ln=La³⁺,Pr³⁺,Nd³⁺,Sm³⁺,Eu³⁺,Gd³⁺,Dy³⁺,Yb³⁺)的9种镧系元素Dawson结构的钨钒磷四元杂多配合物,并用IR、UV、NMR、ESR、XRD、TG-DTA等对其结构和性质进行了研究。该类配合物具有与K₁₆[Ce(P₂W₁₇VO₆₁)₂]·50H₂O类似的结构,对H₂O₂分解有较高的催化活性。