强度调制光电流谱/光电压谱及其应用

本文介绍了强度调制光电流谱/光电压谱(IMPS/IMVS)的基本原理和测试方法,综述了IMPS/IMVS在各个领域中的研究进展,特别是在染料敏化太阳电池和半导体电极中电子传输动力学的应用,评述了研究过程中的问题和存在的争议,并对IMPS/IMVS的未来应用进行了展望。     

改性钆/硼/聚乙烯纳米复合材料的制备及对中子和伽马射线的屏蔽性能

采用偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对纳米氧化钆(nanoGd₂O₃)表面进行包覆改性, 通过热压成型法制备了一种新型的改性纳米氧化钆/碳化硼/高密度聚乙烯(M-nanoGd₂O₃/B₄C/HDPE)复合材料. 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析结果表明, nanoGd₂O₃成功被偶联剂改性, 且改性nanoGd₂O₃在聚乙烯基体内的界面相容性和分散性显著提高. 热重分析(TGA)、 差示扫描量热分析(DSC)和力学拉伸实验表明, 改性nanoGd₂O₃的引入增强了复合材料的热稳定性, 提高了复合材料的拉伸强度、 杨氏模量和断裂伸长率. 对复合材料的中子和伽马射线屏蔽性能进行了实验测试和蒙特卡罗模拟计算, 研究了nanoGd₂O₃改性、 材料形状和材料厚度对屏蔽性能的影响. 结果表明, 界面相容性和分散性优良的nanoGd₂O₃能够有效提高中子及伽马射线屏蔽率. 方形M-nanoGd₂O₃/B₄C/HDPE材料在厚度为11.7 cm时中子屏蔽率达到90%, 在厚度为13.5 cm时伽马射线屏蔽率达到70%.     

高相转变温度的离子凝胶电解质基准固态染料敏化太阳电池

染料敏化太阳电池(DSC)以其低价、高效等优势, 成为学术界和工业界的研究热点. 传统液态电解质由于易挥发、易泄漏等问题, 导致基于液态电解质的电池难以保持长期稳定, 影响光伏技术的应用. 本文合成了N,N'-1,5-戊二基双月桂酰胺, 将其作为有机小分子胶凝剂(LMOG)胶凝离子液体电解质(ILE)制备了离子凝胶电解质(IGE)并组装成准固态电池(QS-DSCs). 差示扫描量热测试显示该凝胶电解质的相转变温度(T_gel)为104.7℃, 具有良好的本征热稳定性.利用循环伏安法、电化学阻抗谱、调制光电压/光电流谱分别研究了液态电池和准固态电池内部电子传输和复合动力学过程. 结果表明, 凝胶电解质的三维网络结构加速了TiO₂光阳极/电解质界面电子与电解质中I₃^-的复合过程, 使电子寿命降低, 导致准固态电池的光电转换效率略低于液态电池. 在AM1.5 (100 mW·cm^-2)及50℃条件下的加速老化测试结果显示, 持续老化1000 h后其光电转换效率(η)无衰减,而液态电池的光电转换效率衰减为初始值的86%, 表明准固态电池具有良好的光热稳定性.     

农林废弃生物质吸附材料在水污染治理中的应用

环境污染问题已经成为人类社会可持续发展的巨大挑战之一,化工、冶炼及核燃料循环过程等排放的废水中含大量重金属离子、有机物及放射性核素等,若未经处理即排放会给环境带来了极大的危害。吸附法的效率高、操作简单、低成本且无副产物、可循环利用及无二次污染等优点使其成为废水处理的重要方法之一。由于农林废弃生物质成本低、来源丰富、绿色环保且可再生,以其为原料制备的吸附材料被广泛研究。本文主要针对以农林废弃生物质为原料制备的生物炭、纤维素及木质素为研究对象, 综述了生物炭的制备及改性方法、天然纤维素及木质素的改性方法及其在水污染治理中的应用现状。从原材料、制备工艺、改性方法等方面总结分析了吸附材料的性能对水中污染物吸附的影响,提出了生物质基吸附材料在水污染治理应用中所存在的问题,并展望了未来的发展方向。     

15-二氘脱水穿心莲内酯的合成和氢-氘交换速率考察

以脱水穿心莲内酯为原料,氧化氘作为氘源,四氢呋喃为助溶剂,三乙胺催化反应,分离纯化得到反应产物,其结构经¹H NMR、 ¹³C NMR和HR-MS(ESI-TOF)确证,并考察了产物在不同pH值的氢氘交换速率。结果显示,产物表征鉴定为15-二氘脱水穿心莲内酯,15位H-D交换速率在pH 分别为6, 7和8时较慢,随pH值升高加快。     

电解质在超级电容器中的应用

超级电容器作为一种新型储能装置,因充放电快、功率密度高和循环寿命长的优异性能而引起了广泛的关注。电解质作为影响超级电容器性能的关键因素之一,其离子类型与尺寸、电化学窗口及电导率等性质对器件的工作电压、能量密度及循环寿命有着重要影响。针对近年来的研究现状,本文概述了超级电容器的储能原理、性能评估的关键参数及电解质在超级电容器中的应用研究进展。介绍了电解质的分类,包括水系电解质、有机电解质、离子液电解质和氧化还原电解质在内的液态电解质,及包括固态聚合物电解质、无机固态电解质及凝胶聚合物电解质在内的固态/准固态电解质。评述各类电解质的最新研发进展,讨论了电解质性质对超级电容器性能的影响,并阐明了超级电容器电解质的设计和优化方法。最后,分析了制备高性能电解质所面临的困难,并就其未来的研究方向作出了展望。     

基于偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物凝胶电解质的染料敏化太阳电池光电性能研究

采用偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]胶凝3-甲氧基丙腈基液体电解质, 成功制备了凝胶电解质并组装成准固态染料敏化太阳电池. 差示扫描量热测试结果表明凝胶电解质的溶液-凝胶转变温度(TSG)为71 ℃. 利用电化学方法分析了凝胶电解质中 电对的表观扩散系数及电导率低于液体电解质的原因, 同时结合暗态伏安法考察了电池内部TiO2多孔薄膜电极/电解质界面处的暗反应, 分析了凝胶化对电池光伏性能的影响. 进一步老化实验结果表明凝胶电池的稳定性明显优于液体电池.     

有机小分子胶凝剂在准固态染料敏化太阳电池中的应用

染料敏化太阳电池(DSC)作为一种新型薄膜太阳电池,因具有价格低廉、高效等特点,受到各界的广泛关注。电解质作为DSC的主要组成部分,对电池效率和稳定性等性能有着重要的影响。本文简述了DSC工作原理及DSC用液态、固态及准固态电解质,从有机溶剂液态电解质和离子液体电解质两个方面,详细评述了有机小分子胶凝剂在准固态染料敏化太阳电池中的研究进展,并对其在准固态染料敏化太阳电池中的应用前景进行了展望。     

四(十二烷基)氯化铵基小分子凝胶电解质染料敏化太阳电池

采用小分子胶凝剂四（十二烷基）氯化铵胶凝3-甲氧基丙腈基液体电解质制备了凝胶电解质，并组装成准固态染料敏化太阳电池．差示扫描量热测试结果表明，凝胶电解质的溶液-凝胶转变温度（TSG）为74℃．分析了凝胶电解质中I3^-／I^-电对的表观扩散系数低于液体电解质的原因，同时结合电化学阻抗技术考察了电池内部二氧化钛多孔薄膜电极／电解质界面处的暗反应，分析了凝胶化对电池光伏性能的影响．老化实验结果表明，凝胶电池的稳定性明显优于液体电池．     

向列相液晶4-氰基-4'-庚基联苯和4-氰基-4'-戊基联苯在准固态染料敏化太阳电池中的应用

将两种向列相液晶,4-氰基-4'-庚基联苯和4-氰基-4'-戊基联苯,引入到染料敏化太阳电池(DSC)用偏氟乙烯-六氟乙烯共聚物基准固态电解质中,以期提高DSC的光电转化效率.研究了液晶的引入对电解质中I-/I3-的氧化还原行为、DSC中TiO2/电解质界面的暗反应以及DSC光伏性能的影响.结果表明,尽管液晶的引入会降低电解质中I-/I3-的传输并且使得DSC中暗反应加快,但是DSC的短路电流密度却显著地提高,使DSC的光电转化效率增加.这可能是由于液晶的引入改善了DSC中的界面接触以及增加染料的光吸收引起的.