PtRu/C催化剂上甲醇电氧化的电化学阻抗谱

利用电化学阻抗谱(EIS)研究了甲醇在不同电化学极化处理后的PtRu/C催化剂上的电氧化动力学参数.通过交流阻抗理论的分析,从理论上研究了不同电势区间(低、中、高)内反应中间产物的表面覆盖率随电极电势的变化规律以及对反应法拉第电流的影响,较好地解释了甲醇电氧化实验中的动力学规律在低电势区,甲醇分子脱除第一个氢原子的基元反应,即第一个电子的传递反应为速率控制步骤,而在高电势区,反应中间产物COads的氧化脱除则为速率控制步骤.     

鼓型CoB_(16)~-团簇电子结构的探索:罕见的Co(-1)氧化态（英文）

本文发现CoB_(16)~-团簇由两个对称、上下错位相连的B_8环和位于中心的Co原子组成,它代表了金属掺杂硼纳米管结构的潜在雏形,这一发现为设计一维金属-硼纳米结构提供了机会.本文报道了CoB_(16)~-新的实验光电子能谱,并采用量子化学方法对其电子结构和化学成键特性进行了详细的电子结构分析,为进一步了解金属掺杂硼纳米管结构的化学键和稳定性提供了深入的见解.有趣的是,发现该类体系的中心Co原子具有异常低的氧化态,即负一价钴(-1).因此中性CoB_(16)分子可以被视为配体到金属的电荷转移化合物(Co~-@B_(16)~+).研究表明,掺杂金属和硼管之间的相互作用来源于共价和静电作用的相互协调,硼元素低的电负性使得硼团簇成为形成各种低价态化合物的重要化学配体.     

高效率钙钛矿型太阳能电池的化学稳定性及其研究进展

近几年来, 钙钛矿太阳能电池器件光电转换效率的最高纪录不断被刷新, 但是关于钙钛矿太阳能电池稳定性的研究报道比较缺乏. 钙钛矿太阳能电池稳定性问题已经成为制约钙钛矿太阳能电池继续发展的瓶颈. 简要讨论了水氧气氛、温度变化、湿法制备、紫外光照等不同敏感环境条件下钙钛矿太阳能电池的化学稳定性问题, 进而对一定环境条件下钙钛矿太阳能电池的化学稳定性及其调控的研究现状进行了综述, 旨在更好地理解钙钛矿太阳能电池稳定性的基础理论问题, 为实现钙钛矿太阳能电池稳定性的调控提供基本依据.     

自修复高分子材料

高分子材料制造和使用过程中,经常由于内部的微裂纹和局部损伤,而导致性能下降,影响使用寿命。自修复高分子材料模仿生物体损伤愈合的原理,自行发现裂纹并通过一定机理自行愈合,是一种有着广泛应用需求的高分子智能材料,包括含修复剂型和不含修复剂型两类。它的特点在于自动化、精准化。本文旨在结合近年来最新的研究成果,介绍并归纳多种典型的自修复体系,总结各种优化手段,并针对已发展的自修复材料存在的局限性,对其研究前景进行合理的展望。     

Diels-Alder反应在构建特殊结构高分子中的应用

Diels-Alder反应是一类高选择性、高产率、高可靠性和环境耐受性的反应。从其发现以来,已广泛应用于有机合成化学,成为click化学中的一种类型。近来,在具有特殊结构的高分子合成中,Diels-Alder反应也由于其广泛的实用性与正交性逐渐成为重要的链接手段之一。本文以各类结构高分子的合成作为分类方法,综述Diels-Alder反应在构建这些高分子中的应用。在此基础上,本文展望了Diels-Alder反应在高分子科学中的一些应用前景。发展方法学、应用于特殊结构聚合物的合成、拓宽功能化是相关研究中的关键性问题。     

电活性导电聚合物在生物医学中的应用

以聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺为代表的电活性导电聚合物(electroactive conducting polymers,ECP)已成为生物材料、组织工程及临床医学领域关注的焦点.目前研究主要集中在生物相容性、细胞及组织工程、蛋白质分离、DNA吸附修复、可控药物释放、生物传感器、神经探针等方面.ECP在神经细胞、脑细胞、心肌干细胞再生和功能调节,定向诱导组织器官的再生修复方面具有潜在的应用前景.本文主要综述了聚吡咯(PPy)和聚苯胺(PANi)在生物医学领域的研究进展,和电刺激对细胞生长和干细胞分化的影响,并建议了一些前景可观的相关研究方向.     

CO2刺激响应聚合物

CO2刺激响应性聚合物是新近发展起来的一类智能型刺激响应聚合物,是指在通入和排出CO2后,聚合物性质能够发生可逆性变化的新型聚合物。由于调控过程中仅仅涉及CO2以及一些惰性气体而不引入其他杂质,因此具有多方面的潜在应用价值。本文调研了这方面的工作,综述了几类CO2刺激响应聚合物的合成及其自组装,并指出了CO2刺激响应聚合物的应用前景和发展方向。     

在Pt/CNTs催化层中预混-溶解La2O3颗粒来构筑孔结构促进甲醇电氧化（英文）

为认识孔隙度增加对甲醇电氧化的影响,将熔盐法制备的La2O3颗粒与Pt/CNTs（碳纳米管）预混合然后用HClO4溶掉La2O3颗粒,从而增加了Pt/CNTs催化层的孔隙度.扫描电子显微镜（SEM）观察表明,该处理可以形成孔结构.用循环伏安和计时电流实验考察了孔隙度增加对甲醇电氧化的影响,结果表明甲醇电氧化电流可增加57%.分析认为,电流增加的原因是由于多孔催化层中甲醇更易于到达Pt催化剂表面进行电氧化.该研究表明,通过在催化层中预混-溶解La2O3来增加孔隙是一种改善催化层性能的有效方法.     

水在Au1/CeO2单原子催化剂上吸附与解离的理论研究

自Haruta和Hutchings发现负载的纳米金催化剂的催化活性后,负载型金催化剂一直是非均相催化的研究重点之一.近年来,单原子催化剂因其优异的活性、选择性,超高的原子利用效率,引起了科学家们的广泛关注.越来越多的单原子金催化剂被成功制备,并被证实具有很好的催化活性.水,作为环境中最常见的物质,在实际的催化体系中往往难以避免,即使在超高真空环境中也会有痕量的水气存在.水的解离不仅是水煤气反应的重要步骤之一,而且对别的反应也有一定的促进作用.尽管水和纳米团簇催化剂之间的研究已经颇有成效,但水和单原子金催化剂之间的作用还不是非常清晰.因此,我们采用密度泛函理论从原子尺度研究了水和Au1/CeO2单原子催化剂的相互作用.我们首先研究了水在完美CeO2表面和含有一个氧空位的CeO2–x表面上的解离过程,研究发现分子态的水和解离态的水在完美CeO2表面可以共存,而一旦在表面形成氧空位后,由于较低的能垒和极大的放热,解离态的水将占据绝对优势.接下来探索了水在完美Au1/CeO2表面和含有一个氧空位的Au1/CeO2–x表面上的解离过程,发现结论恰好和CeO2表面相反.水的解离过程在完美的Au1/CeO2表面几乎是一个无能垒的过程,并且解离会放出大量的热量.而一旦在表面形成氧空位后,单原子Au的轨道处于满占状态,无法提供水的吸附位点.水的解离过程在Ce位点进行,分子吸附能与解离吸附能相当,分子态与解离态共存.为了进一步理解单原子金在水的解离过程中起到的作用,我们分析了水和Au1/CeO2之间的电子相互作用.研究结果表明,单原子金不仅为水的吸附提供了位点,金的5d轨道和水的2p轨道之间的相互作用还有效减弱了水中氧氢键的强度,使水的解离更容易进行.由此可见,在涉及到水解离的反应中,以Au1/CeO2为代表的单原子催化剂有望带来新的突破.最后,我们还测试了范德华力对研究体系的影响.研究发现尽管范德华力会使吸附能的绝对值增加,但是并不影响我们得到的结论.     

超声法合成聚[2-甲氧基-5-(2''''-乙基己氧基)-对亚苯基亚乙烯基]的研究

采用超声合成方法,以对甲氧基苯酚为起始原料,经醚化、溴甲基化和聚合反应,得到无凝胶、完全可溶、高分子量的聚(2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-对亚苯基亚乙烯基)(MEH-PPV),其数均分子量高达9.5×105,分子量分布为2.4.并通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和红外光谱进行了结构表征.与常规的机械搅拌反应相比,超声合成方法具有反应时间短、反应温度低、产率高、聚合物分子量较大等特点,特别是这种方法有效抑制了聚合过程中的凝胶化问题,合成的MEH-PPV具有更高的荧光量子效率.