选择性合成不同形貌的Sb2S3纳米结构应用于高性能的染料敏化太阳能电池（英文）

近几十年来,随着全球变暖和能源危机的日益严重,对取之不尽、用之不竭的清洁能源技术的需求越来越迫切.1991年Gratzel首次报道了染料敏化太阳能电池(DSSCs),它以低廉的价格、优异的理论功率转换效率(PCE)、环保、多色透明等优点而引起了研究者的关注.Sb2S3因其1.5-2.2 eV的间隙宽度被认为是最有前途的对电极材料之一.此外,Sb2S3是地球中含量丰富的无毒锑矿物的主要成分,还被广泛应用于太阳能转换材料、催化剂、光导探测器等领域.众所周知,石墨烯具有巨大的比表面积、显著的载流子迁移率和优异的热/化学稳定性,这使得提高电子转移效率和电催化活性成为可能.首先,采用改进的Hummers方法制备了氧化石墨烯纳米片;然后采用水热法通过改变Sb源以及实验pH值,合成了Sb2S3和Sb2S3@RGO样品.对样品进行X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)以及比表面积表征.结果表明,在Sb源不变的情况下,Sb2S3样品的形貌随pH值的变化而变化.以三乙酸锑为Sb源,在pH=3时,Sb2S3的形貌类似于一个完整的纳米棒结构;在pH值为6时,样品为不规则球体;当pH值为8时,纳米片结构开始出现;但当p H=10时,纳米片结构并不均匀.根据XRD分析,只有当pH值为3时,样品的衍射峰才与标准卡(JCPDS42-1393)的衍射峰一致.当以氯化锑作为锑源,样品的形貌由不规则的杆状(pH=3)转变为纳米球(pH=6),然后出现纳米片结构(pH=8).不同的是,当p H值为10时,纳米薄片形成均一的花状结构.XRD结果表明,除pH值为3外,样品的衍射峰与标准卡(JCPDS42-1393)的值吻合较好.结果表明,合成条件所需的Sb源和碱性环境是合成具有均匀花状结构的纳米片状Sb2S3所必不可少的.测得Sb2S3的比表面积约为41.72 m^2g^-1,平均孔径为31.08nm,Sb2S3@RGO的分别为44.53 m^2g^-1和22.65 nm.Sb2S3和Sb2S3@RGO复合材料均具有介孔结构,为内部电催化剂提供了广阔的通道,从而提高了对电极的催化能力,促进了电化学反应.将Sb2S3纳米花球和Sb2S3@RGO纳米薄片作为染料敏化太阳能电池的对电极进行了测试,由于石墨烯的引入,后者比前者具有更好的电催化性能.电化学实验结果表明,与Sb2S3,RGO,Pt作为对电极相比,制备的Sb2S3@RGO纳米薄片具有更好的催化活性、电荷转移能力和电化学稳定性,Sb2S3@RGO的功率转换效率达到8.17%,优于标准Pt对电极(7.75%).     

二次电池用局部高浓度电解质的研究进展与展望

电解质作为二次电池离子传导的重要介质,对于提升二次电池循环稳定性能、安全性能等方面起着至关重要的作用.局部高浓度电解质是指在高浓度电解质中加入“稀释剂”,形成盐的局部高浓度状态,既能兼具高浓度电解质的优异特性,又具有低成本和优良润湿性的特点,应用前景非常广阔.近几年,局部高浓度电解质在阻燃锂金属电池、高电压锂电池、低温锂电池、锂硫电池和钠电池等多方面应用广泛,且展现出非常好的使用效果.本综述重点从局部高浓度电解质的功能性应用角度出发,详细阐述了局部高浓度电解质的类型、制备、作用机理及其在不同二次电池中的功能性应用进展和主要研究现状,文末还对局部高浓度电解质的未来可能发展趋势进行了分析与展望.     

Co9S8/MoS2异质结构的构筑及电催化析氢性能研究

利用前驱物形貌导向法,成功制备了Co₉S₈/MoS₂异质结构催化剂,该催化剂在碱性析氢反应（HER）中表现出优异的催化活性及稳定性,其在10 mA·cm^-2处的过电势仅为84 mV.通过X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、电子自旋共振（ESR）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）和同步辐射（XAFS）等表征,证明了CoS₂/MoS₂在H₂氛围下煅烧形成Co₉S₈/MoS₂的过程中,CoS₂中Co的配位模式从部分八面体向Co₉S₈中的四面体转变,这种转变可活化MoS₂的惰性平面,从而使其更有利于吸附H^*.除此之外,接触角数据表明：该催化剂具有良好的亲水性,有利于电解液渗透及气体分子的迅速扩散,从而促进HER反应速率.由于异质结构间具有强烈的相互作用,该催化剂可表现出良好的结构稳定性.本工作基于Co₉S₈/MoS₂异质结构的成功构筑及对其HER催化机理的充分探讨,为后续硫化物异质结及其在电催化中的应用提供了良好的思路和研究基础.     

基于双极性铼配合物的低浓度淬灭电致发光器件

合成了一种含双极性9,9-双(9-乙基咔唑-3-基)-4,5-二氮芴(ECAF)配体的新型三羰基铼配合物Re(CO)3(ECAF)Cl,通过核磁共振氢谱及高分辨质谱对其结构进行了确定。以含有4,5-二氮-9,9-螺二芴(SB)配体的铼配合物Re(CO)3(SB)Cl作为参比物,对比研究了其热稳定性及光电性能。结果表明,与参比物的分解温度(366℃)相比,配合物Re(CO)3(ECAF)Cl有极好的热稳定性(热分解温度419℃)。由于富电子咔唑基团导致的能隙增大,相比参比物的发光波长(572 nm),Re(CO)3(ECAF)Cl的发光波长蓝移至565 nm。Re(CO)3(ECAF)Cl的发光量子效率(39%)稍高于参比物(37%)。以旋涂法制成电致发光器件后,基于Re(CO)3(ECAF)Cl器件的最佳掺杂浓度(质量分数)高达30%,是基于参比物器件的2.4倍,而且开启电压低至2.9 V,明显比参比物器件的4.0 V低,说明ECAF配体能有效抑制发光浓度淬灭,且明显改善了铼配合物的载流子传输性能。基于Re(CO)3(ECAF)Cl器件的最大电流效率及最大外量子效率分别为8.2 cd·A^-1和3.0%,低于参比物器件的9.7 cd·A^-1和3.9%。     

Synthesis of core-shell structured Au@Bi2S3 nanorod and its application as DNA immobilization matrix for electrochemical biosensor construction

The core-shell structured Au@Bi2S3 nanorods have been prepared through direct in-situ growth of Bi2S3 at the surface of pre-synthesized gold nanorods.The product was characterized by X-ray diffraction,transmission electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy.Then the obtained Au@Bi2S3 nanorods were coated onto glassy carbon electrode to act as a scaffold for fabrication of electrochemical DNA biosensor on the basis of the coordination of-NH2 modified on 5’-end of probe DNA and Au@Bi2S3.Electrochemical characterization assays demonstrate that the Au@Bi2S3 nanorods behave as an excellent electronic transport channel to promote the electron transfer kinetics and increase the effective surface area by their nanosize effect.The hybridization experiments reveal that the Au@Bi2S3 matrix-based DNA biosensor is capable of recognizing complementary DNA over a wide concentration ranging from 10 fmol/L to 1 nmol/L.The limit of detection was estimated to be 2 fmol/L(S/N=3).The biosensor also presents remarkable selectivity to distinguish fully complementa ry sequences from basemismatched and non-complementary ones,showing great promising in practical application.     

All-solid-state BiVO4/ZnIn2S4 Z-scheme composite with efficient charge separations for improved visible light photocatalytic organics degradation

Constructing a Z-scheme is a significant approach to improve the separation of photogene rated carriers for effective organic pollutant degradation.Herein,a BiVO4/ZnIn2S4(BZ) Z-scheme composite was successfully synthesized,and applied to photodegrade methyl orange(MO) irradiated by a LED lamp.Anchoring the BiVO4 on the ZnIn2S4 nanoparticles promoted the separation of photogenerated electronholes and broadened the light response range.The detailed characterizations,including surface morphology,elements valence state,and photocurrent performance,demonstrated that the enhanced separation of photogenerated carriers was the pivotal reason for the enhanced photocatalysis reaction.Benefiting from the excellent photocatalytic characteristics,the 5% mass ratio of BZ composite presented the highest MO degradation rate of 0.00997 min^-1,which was 1.9 and 10.3 times greater than the virgin ZnIn2S4 and BiVO4,respectively.Furthermore,the BZ hybrid materials indicated a well photo-stability in the four recycling tests.     

任务教学法在药物分析综合设计性实验中的应用*

为提高学生探索精神,锻炼学生科学创新思维,培养出更符合社会需要的药学专业型人才,将综合设计性实验的内容引入药物分析实验课程中。以高效液相色谱法测定乌蔹莓中槲皮素、木犀草素的含量,并进行方法学考察为设计任务,通过指导学生查阅资料、设计实验方案、实施实验方案、分析讨论结果,加深学生对基础理论知识的理解;提高学生查阅文献能力、知识扩展能力、自学能力、创新能力等,为就业及深造奠定基础。     

设计性化学实验教学的探索与实践*——以“分子络合-分散液相微萃取/高效液相色谱法测定环境水中萘酚”为例

结合科研课题及实验教学经验,设计了题为“分子络合-分散液相微萃取/高效液相色谱法测定环境水中萘酚”的综合化学实验教学项目。该实验从复杂样品的前处理技术出发,建立分子络合-分散液相微萃取技术并用于水中萘酚的分析,实验优化了影响萃取效果的因素,确定了合适的萃取装置、操作模式及HPLC分析条件等内容。本实验设计结合了新颖的科研内容,能引起学生主动参与实验设计并自主探索未知的兴趣,有利于提高学生的创新能力和综合素养。     

利用手持技术探究酸碱性对高锰酸钾氧化性的影响

高锰酸钾作为常用的氧化剂,其氧化性强弱与体系酸碱性相关。通过手持技术,利用氧化还原电势(ORP)传感器和pH传感器去探究体系酸碱性对高锰酸钾氧化性的影响。实验发现:pH在酸性条件下,高锰酸钾溶液的氧化性明显增强,随着体系pH的减小,氧化性继续增强;在碱性条件下,其氧化性明显减弱,随着体系pH的增大,其氧化性继续减弱。实际实验中需要根据各种综合因素选用适宜酸碱性的高锰酸钾溶液做氧化剂。     

基于低共熔溶剂的涡旋辅助悬浮固化-分散液液微萃取/高效液相色谱法测定水中三氯生与三氯卡班

建立了基于低共熔溶剂的涡旋辅助悬浮固化-分散液液微萃取(VA-DLLME-SFDES)结合高效液相色谱测定水样中三氯生和三氯卡班的新方法。合成了6种疏水性低共熔溶剂(DES)并测定其密度、熔点和辛醇-水分配系数(K_(OW))。选取其中低密度、合适凝固点的DES作为萃取剂,样品经涡旋辅助萃取后冷冻,萃取剂固化附着于离心管内壁,弃去水相后,融化离心进样。最佳萃取条件为:选取由薄荷醇∶十二醇(摩尔比为1∶2)制备的DES作为萃取剂,萃取剂用量为70μL,水样pH值调至5.0,涡旋时间为1 min。在最优条件下,三氯生和三氯卡班分别在0.59～100μg/L和0.26～100μg/L质量浓度范围内线性关系良好(r~2=0.999 8),方法检出限(S/N=3)为0.08～0.18μg/L,富集倍数为141～148倍,回收率为86.0%～115%,日内精密度(n=6)和日间精密度(n=6)均不大于5.4%。该方法简便、快速,且萃取相易于收集,适用于水中三氯生和三氯卡班的测定。