2,6-位取代的BODIPY染料敏化剂的合成及其性能

设计合成了3种新型基于氟化硼络合二吡咯甲川(BODIPY)衍生物的D-π-A型光敏染料CB1~3,其结构为:BODIPY核为桥联基团、N-苯基咔唑以不同位点连接BODIPY的2-位作为电子给体单元、氰乙酸连接于BODIPY的6-位作为电子受体单元。运用1H,13C NMR以及MALDI-TOF-MS对所合成的染料CB1-CB3进行了结构表征和确证。对3种染料CB1~CB3进行了UV-Vis和荧光等光物理特性、电化学行为、光伏性能研究,并通过DFT理论计算深入研究了其分子的几何结构与性能之间的关系。3种染料的吸收光谱主要位于420~600 nm 波段,LUMO能级在3.7 eV左右,HOMO能级在5.2 eV左右。N-苯基咔唑2-位与BODIPY相连的CB2,因更平整的分子结构和更为适合的共轭长度,具有更为优良的光谱吸收和分子内电荷迁移性能,因而表现出良好的光伏性能:在AM1.5(100 mW·cm^-2)的光强下,CB2敏化电池的开路电压(V_oc)为550 mV,电流密度(J_sc)为3.71 mA· cm^-2,填充因子(FF)为0.73,总光电转换效率(PCE)为1.49%。     

分光光度法研究插层膨润土对有机染料的脱色性能

以钠基膨润土为原料制备o-羧甲基壳聚糖插层膨润土,通过XRD、IR及SEM表征插层膨润土的表面性质及组织构造;用分光光度法分析插层膨润土对有机染料的脱色性能;同时探讨表面活性剂和o-羧甲基壳聚糖加料顺序、配比对脱色性能的影响。结果表明:当表面活性剂和o-羧甲基壳聚糖为2:1时,先加入表面活性剂反应一定时间再加入羧甲基壳聚糖所得的插层膨润土对亚甲基蓝和酸性蓝脱色性能最优,脱色率可达98.5%。     

含苯并噻二唑的吩噻嗪染料分子的设计合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用

设计合成了三种含苯并噻二唑的吩噻嗪类有机染料光敏剂JY50~JY52,在对其光物理和电化学性质进行研究的基础上,使用三种染料对纳米TiO₂电极进行敏化制备太阳能电池器件,并系统研究了其光电转化效率及电荷传输阻抗等光伏特性.研究结果表明,在染料分子中引入共轭基团有助于其摩尔吸光系数的提升,从而提升光电流.两个长烷基链的引入能够有效地抑制染料分子激发态电子在TiO₂光阳极表面的电子复合,从而提升其电子注入效率.其中,在AM 1.5（100 mW·cm^-2）的模拟光强下,基于碘电解质的染料JY51电池器件获得了7.61%的光电转化效率.     

Ir配合物染料调节有机发光二极管发光特性

为了研究有机发光二极管(OLED)中发光特性与材料能带结构的关系,把不同的Ir配合物染料掺杂到结构相同的OLED器件中。OLED结构为ITO/NPB/CBP∶染料/TPBi/Mg∶Ag/Ag,染料分别为Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3和Firpic。实验表明,这3种染料对应的掺杂器件分别发红光、绿光和蓝光。3个器件的阈值电压基本一致((6为了研究有机发光二极管(OLED)中发光特性与材料能带结构的关系,把不同的Ir配合物染料掺杂到结构相同的OLED器件中。OLED结构为ITO/NPB/CBP:染料/TPBi/Mg:Ag/Ag,染料分别为Ir(MDQ)₂(acac)、Ir(ppy)₃和Firpic。实验表明,这3种染料对应的掺杂器件分别发红光、绿光和蓝光。3个器件的阈值电压基本一致((6±0.1) V),但是,在100 cd/m²亮度下,绿光器件外量子效率最高(7.64%),蓝光器件外量子效率(5.65%)与绿光相近,红光器件外量子效率最低(2.75%)。分析认为,由于染料的掺杂浓度低,器件结构和载流子传输特性变化小,因而掺杂对阈值电压影响小;CBP与掺杂染料间存在能量转移,红色染料能级差小,非辐射跃迁几率大,发光效率最低;相比于绿光,蓝色染料能级差大,跃迁几率小,因此发光效率比绿光低。实验还发现,染料的发光波长与其能级差相比有红移现象,分析认为,这是由激发态能量振动弛豫和系间窜越过程形成的。     

Two-Photon-Absorption Induced Superradiance of a New Organic Dye PSPS

The linear and nonlinear optical properties of a new two-photon absorption (TPA) dye,trans-4-(4‘-pyrrolidinyl styryl)-N-methyl pyridinium methyl sulfate (abbreviated as PSPS) is reported.Intense red superradiance with a peak located at 625nm can be observed from PSPS solution in benzyl alcohol when pumped by a focused picosecond laser beam operated at 1064nm.The lifetines of one-photon absorption (OPA) and TPA fluorescence were measured to be 370 and 384ps,respectively.The pulse widths of OPA and TPA superradiance were 60 and 58 ps,respectively.The highest net upconversion efficiency from the absorbed pump laser to the upconverted superradiance is 8.3% at the pump energy of 0.6 mJ.     

钙钛矿型氧化物的制备与光催化性能研究进展

综述了近年来国内外钙钛矿型氧化物的制备方法及其影响因素,总结了这类材料在光催化降解有机物和光催化分解水方面的研究进展,讨论了光催化反应机制及影响光催化活性的因素,并展望了今后对钙钛矿型氧化物研究与应用的发展方向.     

THERMOCHROMIC POLYMER MATERIALS

Thermochromic polymers will play an extremely important role in the next future. The physical background of theimochromism and the state of development of thermochromic polymers based on light absorption effects are reported. In detail, the interactions between the polymer matrix and the thermochromic composite- composed of leuco or indicator dyes -are discussed on a molecular level. Thermochromic hydrogels with extremely high transparency, an outstanding switching behavior from colorless to colored or between different colors is presented. Preparation of thermosetting and thermoplastic polymers, including the resulting optical, and, for the first time, the mechanical properties are discussed in relation to matrix tuned high-resistant microcapsules.     

网络状纳米氧化锌光催化降解水中有机染料的研究

在太阳光照射条件下用自制的网络状纳米氧化锌对不同有机染料溶液的降解性能作了系统的研究。结果表明,网络状纳米氧化锌对弱碱性有机染料溶液的降解效果较好。本文还比较了自制网络状纳米氧化锌与纳米二氧化钛对有机染料的降解性能,氧化锌的降解效果明显优于二氧化钛。     

功能化MOFs及MOFs/聚合物复合膜在有机染料和重金属离子吸附分离中的应用

全球工业的发展带来了严重的水污染问题,对含各类有机和无机污染物工业废水的处理也成为了重要研究课题。金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)化合物由于其大比表面积、高孔隙率、有序孔道结构及可调节孔道物理化学性质、热稳定性高、易于合成和丰富的开放活性位点等特点,在诸多领域得到广泛应用,其中在固相吸附/分离领域,特别是吸附水中污染物方面展现出良好应用前景。通过合成后改性、使用含取代基配体原位合成、与特定功能材料复合等方法实现MOFs功能化,可有效增加MOFs材料的吸附活性位点,提高吸附性能和吸附选择性。与MOFs颗粒相比较,MOFs/聚合物复合膜结合了MOFs颗粒的结构与物理化学特性以及聚合物薄膜优秀的分离/载体性能,在有机染料及重金属离子的吸附中表现出优秀的吸附/分离性能。本文重点综述了以染料和重金属离子为代表的有机、无机污染物的吸附去除为目标的MOFs功能化方法,以及MOFs/聚合物复合膜的制备方法,并对未来研究方向和研究前景进行展望。     

一种含氧供电基团的染料合成及其光伏性能

以对溴苯酚为原料,经碘丁烷的烷基化后,与硼酸三甲酯反应生成对丁氧基苯硼酸.环戊二噻吩经N-溴代丁二酰亚胺(NBS)的溴化和Vilsmeier-Haack反应,再与对丁氧基苯硼酸偶联、氰基乙酸缩合,生成目标化合物环戊二噻吩基光敏染料(L1).该化合物是一种以含氧基团为给体,环戊二噻吩作为共轭桥的有机染料,将其制备成有机染料敏化太阳能电池,在AM 1.5,100 mW/cm2的光强下,电池的单色光的光电转换效率(IPCE)值达到62%,开路电压(Voc)为535mV,短路电流密度(Jsc)为6.4mA·cm-2,填充因子(FF)为0.60,总光电转换效率为2.1%.