一锅溶剂热法制备具有不同形貌特征的CdSe量子点负载石墨烯

利用Hummer氧化法制备了氧化石墨烯,并对氧化石墨烯的NaBH₄化学还原法和乙二胺溶剂热还原法进行了比较,发现用乙二胺还原后可在石墨烯表面引入含氮基团,增加片层间的距离,提高分散性。采用乙二胺溶剂热还原法,发展了一锅法制备CdSe量子点负载石墨烯的简易方法。对CdSe量子点负载石墨烯的表征分析结果显示,氧化石墨烯在负载CdSe量子点的同时自身被还原,氧含量显著减少,而还原后的石墨烯表面引入了含氮基团。考察了反应温度及反应时间的影响,研究结果表明,反应温度的变化对氧化石墨烯的还原过程影响不大,而反应时间的影响相对明显。随着反应时间的延长,石墨烯的还原程度越高,石墨烯表面负载的CdSe则由量子点由颗粒逐渐长大成为纳米棒和支化的星状纳米结构。通过调控反应条件可在控制氧化石墨烯还原程度的同时改变石墨烯表面所负载CdSe量子点的形貌,这为形貌可控的CdSe量子点负载石墨烯的制备提供了一种有效方法。     

基于富勒烯和噻吩聚合物的本体异质结太阳电池

随着全球能源需求量的逐年增加,对可再生能源的有效利用成为亟待解决的问题。现在使用的能源多来自矿物燃料的开采,其中包括石油、天然气和煤等,而这些资源是非常有限的。因此,发展新能源和新能源材料是我国进入21世纪必须解决的重大课题,其中太阳能被认为是清洁可再生新能源的代表之一。基于噻吩跟富勒烯的异质结太阳能电池是目前太阳能电池的重要发展方向之一。该种太阳能电池因其制备简单、成本低廉、重量轻和可制成柔性器件等优点近年来受到多方的广泛重视。经过努力,该种太阳能电池的光电转化性能已经得到了一定提高,最高光电转化效率已达到7%左右,但是跟无机半导体硅和染料敏化太阳能电池相比还有一定差距。因此,这方面的研究任重而道远,研究空间也非常大。本文从材料合成的角度,简要综述了近年来国内外在基于富勒烯和噻吩的异质结太阳能电池方面所取得的最新研究进展,并对下一步需要研究的热点问题作了展望。     

基于交叉共轭结构的功能材料

近年来,人们对交叉共轭体系的制备、性能以及理论研究方面产生了极大的兴趣。本文综述了近期国内外在交叉共轭体系研究方面取得的一些最新进展,重点介绍了其在自组装、有机电致发光和离子检测等方面的最新发展动态。最后还对本课题组在交叉型p-n双嵌段寡聚物方面的研究作了详细的介绍,并对一些热点问题作了展望。     

Triphenyl phosphine oxide and carbazole-based polymer host materials for green phosphorescent organic light-emitting diodes

Four novel polymers, poly(3,6-9-decyl-carbazole-alt-1,3-benzene)(PB13CZ), poly(3,6-9-decyl-carbazole-altbis(4-phenyl)(phenyl) phosphine oxide)(PTPPO38CZ), poly(3,6-9-decyl-carbazole-alt-2,4-phenyl(diphenyl) phosphine oxide)(PTPPO13CZ) and poly(3,6-9-decyl-carbazole-alt-bis(3-phenyl)(phenyl) phosphine oxide)(PTTPO27CZ) were synthesized, and their thermal, photophysical properties and device applications were further investigated to correlate the chemical structures with the photoelectric performance of bipolar host materials for phosphorescent organic light emitting diodes. All of them show high thermal stability as revealed by their high glass transition temperatures and thermal decomposition temperatures at 5% weight loss. These polymers have wide band gaps and relatively high triplet energy levels. As a result, the spin coating method was used to prepare the green phosphorescent organic light emitting diodes with polymers PTPPO38 CZ, PTPPO13 CZ and PTTPO27 CZ as the typical host materials. The green device of polymer PTPPO38 CZ as host material shows electroluminescent performance with maximum current efficiency of 2.16 cd·A~(-1), maximum external quantum efficiency of 0.7%, maximum brightness of 1475 cd·m~(-2) and reduced efficiency roll-off of 7.14% at 600 cd·m~(-2), which are much better than those of the same devices hosted by polymers PTTPO27 CZ and PTPPO13 CZ.     

芴类电致发光材料研究进展

有机电致发光材料是光电信息功能材料领域的研究热点之一。相比于无机电致发光材料,有机电致发光材料具有很多的优势.芴类化合物作为一类具有刚性平面联苯结构的电致发光材料,由于具有宽的能隙、高的发光效率等特点,备受各方面的关注.本文结合作者的工作,从材料合成的角度介绍了国内外在研究该类材料方面所取得的一些最新进展,并对一些有待进一步研究的问题做了展望.     

石墨烯基人工智能柔性传感器

皮肤是人体最大的器官,能够感知和应对复杂的环境刺激。以石墨烯作为核心部件制备的柔性传感器具有很强的刺激感知能力,可以模拟人体皮肤的柔韧性和拉伸性,是目前最具商业化潜力的可穿戴传感技术。本文首先介绍了传感器的压阻式、电容式、压电式、晶体管式等不同工作机制和评价其性能的如灵敏度、检测范围、响应速度等参数,总结了石墨烯的优点和制备方法。结合本课题组在石墨烯复合聚苯胺、银纳米粒子、碳纳米管和量子点等构建多功能石墨烯基柔性传感器的研究基础,从检测对象的种类出发,重点阐述了石墨烯基柔性传感器在检测压力、应变、温度、湿度、化学分子、生物分子和气体等单一目标物的性能以及石墨烯基多功能柔性传感器的应用。最后,对石墨烯基柔性传感器的未来发展方向做了展望。     

基于交叉共轭结构的功能材料

近年来,人们对交叉共轭体系的制备、性能以及理论研究方面产生了极大的兴趣.本文综述了近期国内外在交叉共轭体系研究方面取得的一些最新进展,重点介绍了其在自组装、有机电致发光和离子检测等方面的最新发展动态.最后还对本课题组在交叉型p-n双嵌段寡聚物方面的研究作了详细的介绍,并对一些热点问题作了展望.     

不同环境因子作用下水溶性CdTe量子点的生长动力学研究

以硫普罗宁为稳定剂,水热法制备了水溶性CdTe量子点,系统研究了回流时间、反应物配比、pH值、反应温度和电解质种类等环境因子对量子点生长动力学及光物理性质的影响。结果表明,溶液的pH值及反应物配比对CdTe量子点的光物理性质均有重要影响。优化条件后,回流5 h可得到发射峰位于550 nm的CdTe量子点,其荧光量子效率高达52%;在氯化钠作用下,量子点生长加快,即高浓度氯化钠会减弱溶液中粒子间静电排斥,促进离子扩散,有利于量子点的生长;添加苯磺酸钠会抑制量子点的生长,有利于制备高荧光量子效率的小尺寸CdTe量子点。     

无水FeCl_3存在下丙烯酸甲酯的单电子转移活性自由基聚合动力学

单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP)是一种可以对聚合物进行有效分子设计,合成不同拓扑结构并且能够有效调节其相对分子质量和相对分子质量分布的新型聚合方法,具有潜在的应用前景。以2-溴丙酸甲酯作为引发剂,Cu(0)/三(N,N-二甲基氨基乙基)胺(Me6-TREN)为复合催化体系,通过在二甲基亚砜中添加不同摩尔浓度的无水FeCl_3来研究其对丙烯酸甲酯的SET-LRP聚合动力学的影响。结果表明,随着三价铁离子量的增加,其链增长速率常数下降并且出现诱导期延长现象,说明三价铁离子参与了SET-LRP的聚合动力学过程,它和在同样实验条件下二价铜所起的作用截然不同,这可能是由于三价铁离子的氧化导致反应体系中一价铜的浓度降低引起的。此项工作从另外一个角度解释了零价铜催化下SET-LRP聚合诱导期产生的原因。     

三苯基膦氧基团在合成高性能有机电致发光材料中的应用

有机电致发光技术在通讯、信息、显示和照明等领域显现出巨大的商业应用前景, 十几年来一直是光电信息领域的研究热点之一。相对于无机电致发光材料,有机电致发光材料具有许多优点。近年来,三苯基膦氧基团在合成高性能有机电致发光材料方面的研究吸引了大批研究者的关注。由于磷原子自身性质,可以形成5个共价键,所以膦氧基团极易和其他基团连接形成以其为核的衍生物。由于氧原子具有很强的电负性,这就使膦氧结构高度极化并具有强的吸电子性。吸电子的膦氧基团连接苯环形成的三苯基膦氧单元也具有较强的吸电子性,其对所形成的化合物的能级结构也会产生明显影响。本文从材料合成的角度综述了三苯基膦氧基团在合成高性能有机电致发光材料中的应用方面所取得的最新研究进展,重点介绍了三苯基膦氧基团在合成高性能磷光二极管主体材料、电子传输材料和单分子电致发光材料等方面的应用。最后讨论了三苯基膦氧基团在上述领域应用过程中所存在的问题和功能拓展方向,并对下一步需要研究的热点问题作了展望。