基于非富勒烯电子受体的半透明有机太阳能电池

半透明有机太阳能电池以其独特的光电特性在建筑集成光伏上具有广阔的应用前景。非富勒烯小分子受体近几年发展十分迅速。其中,基于非富勒烯小分子受体的半透明有机太阳能电池具有较高的光电转换效率和平均可见光透过率,因而得到了广泛关注。本文总结了近几年来非富勒烯受体型半透明有机太阳能电池的最新研究进展,探究活性层材料设计及器件构型优化对半透明有机太阳能电池的影响,希望为半透明有机太阳能电池在今后研究中新材料体系的优选提供一定的参考。     

聚苯乙烯嵌段对左旋聚乳酸/聚苯乙烯-b-右旋聚乳酸立构复合晶结晶行为的调控

聚乳酸较差的耐热性和较慢的结晶速率限制了其应用范围的扩展,左旋聚乳酸(PLLA)和右旋聚乳酸(PDLA)共混后形成的立构复合晶(SC)能够促进PLA均质晶(HC)的成核并提高其热稳定性,在改性PLA方面有着巨大应用前景.本研究通过可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)和开环聚合(ROP)法,制备了一系列不同聚苯乙烯(PS)分子量的PS-b-PDLA嵌段共聚物,并将其与PLLA共混,探究了嵌段共聚物及共混物的组成与结晶性能之间的关系.研究结果表明,分子运动性较差的PS嵌段的引入使共混物的结晶更加困难,而低分子量的PS嵌段由于抑制了均质晶(HC)的形成,反而有利于大量立构复合晶(SC)的形成,进而提高了共混物的结晶速率.     

调控聚氨酯聚集态结构制备高性能介电弹性体

通过退火保温调控聚氨酯(TPU)的相结构、结晶结构和氢键结构,进而调控其模量和介电常数(ε’),提高TPU的电驱动性能.使用扫描电子显微镜(SEM)和小角X射线(SAXS)研究TPU的结晶结构,基于红外光谱对TPU的氢键变化进行半定量分析,使用原子力显微镜(AFM)研究TPU的微相分离结构.结果显示,退火温度和时间不同导致TPU的聚集态结构各异,对模量、ε’和电驱动性能产生了较为复杂的影响.低温(80℃)退火处理后,硬相分布于连续的软段相,且形成了较多软段结晶,相分离程度和氢键破坏程度提高.相比于高温(150℃)退火处理,低温退火后获得较高ε’的同时保持了较低的模量,从而产生较大电致形变.值得注意的是,低温退火条件下产生大范围的软段结晶,使得软段分子链之间排布紧密,导致TPU电击穿强度大幅度提升,得到具有高击穿强度、高电致形变的TPU介电弹性体材料. 80℃退火处理6 h后,TPU的电击穿强度从退火处理前的25 kV/mm提高至32 kV/mm,最大电致形变从0.77%提高至3.3%,提高4.3倍.     

二氧化碳多相催化加氢制C2及以上烃类和醇的研究进展

通过可再生能源得到的氢气将二氧化碳转化为高附加值的燃料和化学品,对于缓解全球变暖、改善生态环境和解决化石资源日益枯竭的难题具有重要的意义。通过加氢反应合成碳氢化合物,尤其是C₂₊烃类和含氧化合物愈来愈引起大家的研究兴趣。设计制备兼具二氧化碳活化和碳-碳键耦合的多功能催化剂仍然是一较大的挑战。本文总结了二氧化碳加氢合成长链烷烃、低碳烯烃、高级醇的最新研究进展,探讨了二氧化碳加氢所涉及的相关反应的热力学和动力学、反应机理和反应路径,并对现阶段报道的多相催化剂进行了归纳和分析,最后指出未来在二氧化碳加氢的多相催化过程中所面临的问题和发展方向。     

掺杂羧基化碳纳米管的纳米碳纤维前驱体的制备及表征

为获得结构完整、 性能优良的纳米碳纤维前驱体, 采用静电纺丝法制备了掺杂羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维. 用扫描电子显微镜、 偏振红外光谱、 透射电子显微镜、 拉曼光谱及拉伸性能测试等对杂化纳米纤维的微观结构和力学性能进行了研究, 分析了MWCNTs含量的影响. 实验结果表明, 5%(质量分数)的MWCNTs掺杂量为杂化纳米纤维直径的突变点, 且MWCNTs的加入有利于PAN分子链的取向, MWCNTs在PAN纤维中大体上沿纤维轴向取向分布. 3%MWCNTs/PAN杂化纳米纤维的拉伸强度和拉伸模量分别达到88.6 MPa和3.21 GPa.     

新型催化剂载体碳化硅的研究现状

碳化硅（SiC）具有较好的导热性,较强的抗氧化性及很高的机械强度,作为新型催化剂载体在强放热、高腐蚀性、液相催化等反应中有很好的应用前景,近年来受到广泛关注。目前关于SiC载体的研究主要集中在三个方面：（1）高比表面积多孔SiC材料的制备;（2）基于现有商业化低比表面积SiC材料的表面碳化;（3）对SiC载体进行杂原子掺杂等表面功能化。本文中,我们主要对以上三个方面的研究现状做简要综述。重点介绍SiC的结构与物理化学性质,SiC作为新型载体在非均相催化反应中的应用以及基于6H-SiC（0001）衬底的表面化学研究。     

纳米药物在非肌层浸润性膀胱癌灌注治疗中的应用

膀胱癌是泌尿系统最常见的肿瘤之一,其中非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)占比高达75%以上.鉴于单纯手术治疗后好复发、易进展的特点,多个指南均推荐手术切除结合术后灌注治疗作为其标准治疗方案.化疗作为膀胱灌注治疗的主要手段,对NMIBC治疗具有重要意义.然而,尿液稀释、膀胱排空以及药物直接暴露等多重因素限制,极大地制约了小分子化疗药物在膀胱灌注治疗中的应用.为改善治疗过程的安全性和疗效,多种新型给药装置或技术相继被应用于NMIBC灌注治疗,但仍难以解决毒副作用难题.随着纳米技术的发展,其在膀胱灌注治疗中的应用逐渐受到重视,为灌注治疗过程的安全性改善带来机遇.本文简要总结了目前NMIBC临床治疗或临床研究中的用药方案及新兴给药技术,并对临床NMIBC灌注治疗中所使用的纳米递送技术进行了归纳.进一步结合作者和国内外同行在膀胱灌注化疗纳米药物研究方面所开展的系列研究工作,对本领域的最新研究进展进行了总结,最后对膀胱灌注治疗纳米药物的发展趋势做出展望.     

高取向度碳纤维原丝制备工艺研究进展

碳纤维原丝的性能好坏在很大程度上决定着碳纤维的最终性能。缺陷少、细旦化、高取向、高纯化等是高性能原丝的基本要求。其中原丝的取向度在很大程度上决定了碳纤维在预氧化、碳化过程中形成的类石墨片层的取向结构，这会影响碳纤维最终的强度和模量，所以制备出高取向的碳纤维原丝具有重大意义。本文聚焦于高取向碳纤维原丝制备工艺，首先分析了高取向原丝的重要性，然后在原丝制备工艺上将纺丝方法以及牵伸工艺对取向度的影响进行总结分析，同时介绍了微积分纳米层叠法和高取向复合纤维原丝的制备工艺，指出优质的初生纤维以及具有稳定化取向排列的原丝是制备高取向碳纤维原丝的关键，以期对提升原丝的取向度进而提升碳纤维性能的研究有所贡献。     

非热解共价有机聚合物基氧还原电催化材料

在全球引入氢能技术助力实现碳中和目标的过程中,高效、低成本且长寿命的氧还原反应(ORR)阴极电催化剂具有重要作用.近年来,非贵金属催化剂的ORR催化活性和稳定性显著提高.共价有机聚合物(COPs)因其可调节的孔隙率、可修饰的骨架和周期性排列的有序结构而成为理想的分子结构定制的材料平台.然而,常用的高温热解合成策略中,材料的结构变化不可预测,真正的活性位点不明确,阻碍了研究者对催化机理的深入探索.非热解策略应运而生,其可以充分发挥COP基材料可定制性的优势.非热解COP基催化剂精确可控的结构能够为ORR催化机理的研究提供一个理想的模型,从而指导设计催化性能更优秀的ORR电催化材料,进一步促进材料的宏观制备.本文从源头出发,深入分析了ORR反应机理,逐步归纳非热解COP基催化剂的设计原则和合成策略.然后,结合该领域内具有代表性的文献,分析了非热解COP基材料电催化性能的影响因素,系统阐述了非热解策略在ORR领域中的研究进展.最后,总结了本课题组对非热解COP基氧还原电催化材料的研究工作,并进一步展望了非热解技术的发展前景及面临的挑战.     

锂离子电池黑磷负极的储能优势及其优化的研究进展

在减少碳排放实现碳中和的新能源发展背景下，以锂离子电池为代表的动力电池被赋予更高期望，探索开发满足高容量、高倍率和高稳定性的新材料已然成为发展关键。石墨负极和硅碳负极目前发展较为成熟，并保持着各自优势。黑磷作为新型储能材料，依靠自身二维层状结构和较高的锂化电位，展现出在实现超快充电方面的突出优势，但也存在体积膨胀等问题。针对黑磷负极存在的问题，研究者们从各维度进行优化研究，包括结构优化、表界面优化以及预锂化策略。本文首先从各角度综合论证了黑磷可以作为超快充电锂离子电池负极的可能性，进而综述了针对黑磷负极的优化进展，并提出自己的观点和建议，指出黑磷负极面临的挑战和发展方向，展望了黑磷负极的发展前景。