碳纤维基能源器件研究和应用进展

半个多世纪以来,碳纤维及碳纤维增强复合材料因其优异的力学性能、比强度、比模量、轻质、导电性以及热/化学稳定性,逐渐成为航空航天、建筑、运输、生物医用、体育用品以及电子电气等诸多应用领域一类非常重要的高性能结构材料。近二十多年来,得益于纳米材料与技术以及高效可再生能源器件的迅速发展,力学性能突出的碳纤维(包括工业化碳纤维、碳纤维织物、碳纳米纤维以及碳纳米管纤维等)凭借高的导电性、电化学特性、多孔以及表面可修饰性等优点,开始作为良好的电极材料应用于多种电化学能源器件与光电转换能源器件中,并得到了广泛的研究。本文首次综述了碳纤维基能源器件的研究进展,从认识碳纤维的发展历史与应用出发,介绍了碳纤维的表面功能化与电极制备的相关基础知识,重点综述了当前国内外碳纤维能源器件的发展概况,详细介绍了碳纤维作为功能电极材料在燃料电池、微生物燃料电池、锂离子电池、电化学电容器以及太阳能电池等领域的研究和发展概况。最后,通过分析当前碳纤维能源器件研究领域的现状,对该领域在材料制备工艺、电极设计、器件性能优化与器件集成技术等方面面临的挑战和未来研究方向进行了预测和探讨。     

基于三萘苯的溶液可加工螺旋形寡聚物的合成及其在蓝光有机电致发光器件中的应用

近年来,人们在有机电致发光材料和器件结构方面取得了巨大的进步。然而由于蓝光材料具带隙宽的内禀属性,在发光效率、色纯度和稳定性上仍然面临巨大挑战。本文将螺旋形三萘苯共轭体系引入电致发光材料领域,它独特的螺旋形分子结构和易于化学修饰的特点有利于抑制聚集体和基激缔合物的形成。通过SiCl₄催化的环三缩合反应和Suzuki偶联反应,我们设计合成了以三萘基苯为核心,萘、蒽和三苯胺为取代基团的系列螺旋形蓝光寡聚物,并系统地研究了它们的热学、光物理和电化学性质。研究发现,萘和三苯胺取代的寡聚物1, 3, 5-三(3-(1-甲氧基萘-2-基)-4-甲氧基萘-1-基)苯(TNNB)和1, 3, 5-三(3-(4-(N, N-二苯胺基)苯基)-4-甲氧基萘-1-基)苯(TPANB)具有最好的热稳定性。在溶液中,这两种材料都具有深蓝发射,发射峰分别为382和415 nm;在薄膜中, TNNB的发射峰仅有1 nm的红移,而TPANB甚至产生了6 nm的蓝移。以这些寡聚物为发光材料,通过旋涂法制备的有机电致发光器件结果表明,基于TNNB的器件获得了最大亮度达到5273 cd·m^-2,色坐标(0.17, 0.11)的纯蓝光器件。     

α-卤代酮与芳香二胺经氧化-缩合过程一锅法合成喹喔啉衍生物

在二甲亚砜作用下, α-卤代酮与芳香1,2-二胺反应, 得到较高产率的喹喔啉衍生物. 结果表明反应经历一个串联的氧化-缩合过程. 二甲亚砜现场氧化α-卤代酮, 生成的二羰基化合物与芳香1,2-二胺缩合成喹喔啉衍生物.