非富勒烯受体DA'D型稠环单元的结构修饰及电池性能研究

近年来,设计和合成高性能非富勒烯受体(NFAs)材料已经成为太阳能电池研究领域的前沿课题。基于DA'D型稠环结构的NFAs由于具有吸光系数高、能级和带隙可调、结构易于修饰、分子可高效合成、光电学性能优异等优点而受到了越来越广泛的关注。在短短7年的时间里,能量转换效率(PCE)从3%~4%提高到18%。2019年初邹应萍等报道了一个优秀的受体分子Y6,与PM6共混制备单结电池,获得了15.7%的能量转换效率。Y6类受体材料的中心给电子单元为DA'D型稠环结构,缺电子单元(A')通过氮原子与两个给电子单元(D)并联形成稠环结构,这有助于降低前线分子轨道能级并增强吸收,同时与氮相连的两个烷基链和位于噻吩并噻吩β位的两个侧链则有助于提高溶解度及调节结晶性。自Y6问世以来,人们对分子的结构剪裁进行了深入的研究,并报道了数十种新的结构。在这些新的受体中,DA'D部分的结构裁剪对提高器件效率和太阳能电池的性能起着至关重要的作用。本文对A'、D单元和侧链结构修饰的研究进展进行了综述。通过选择几组受体,对最近报道的分子进行分类,并将它们的光学、电化学、电学和光电性质与精确的结构修饰相关联,从而对结构-性能关系进行全面概述。     

TiO2/斜发沸石光催化降解罗丹明B的研究

制备了一系列TiO₂/斜发沸石催化剂(不同焙烧温度、不同粒度和不同负载量),它们在紫外光照射下可降解有机染料罗丹明B(RhB).发现焙烧温度为500℃、粒度为180—200目、TiO₂实际质量分数为6.18%的催化剂样品活性较好.将其与P25对比,发现其降解速率虽低于P25(紫外光照84 min,P25COD变化率为100%,而焙烧温度为500℃的TiO₂/斜发沸石催化剂经紫外光照5.5 h,COD变化率为71.8%),但是TiO₂/沸石催化剂易于回收再利用,而纯P25因为颗粒细小,沉降速率慢,而不能快速分离.用XRD、TEM、BET、TG-DTA和紫外可见漫反射等方法表征了这些催化剂,结果表明催化剂比表面积增大有利于催化活性的提高.     

葫芦[8]脲的环套环分子组装

以4,4'-联吡啶鎓、 2,6-萘二酚和2,7-萘二酚为基本结构单元, 设计合成了2种带有分子内给受体相互作用的大环化合物, 并采用紫外光谱和核磁共振等手段研究了其与葫芦[8]脲的键合行为. 研究结果表明, 在水溶液中大环的2,6-萘二酚和2,7-萘二酚与4,4'-联吡啶鎓之间存在分子内的电荷转移相互作用, 而葫芦[8]脲可以键合这2种大环化合物, 导致电荷转移吸收峰增强并红移, 表明葫芦[8]脲能增强这种分子内的电荷转移相互作用, 形成稳定的环套环分子组装体. 这种结构是基于葫芦[8]脲的新型拓扑结构.     

氟离子对TiO2/膨润土光催化降解酸性桃红的影响

研究了在紫外光照射下, 添加氟离子对P25(锐钛矿)和TiO2/膨润土光催化降解酸性桃红(SRB)的影响. 紫外可见光谱测定结果表明无氟的反应体系, pH值越小, 光降解速率越快; pH值固定, 添加氟离子越多, 反应速率越快, 在TiO2/膨润土催化剂上, 当氟离子浓度达到一定程度时, 反应速率不再变化. 在P25和TiO2/膨润土催化剂上, 添加氟离子对H2O2的产生量影响不同, 通过电子顺磁共振(EPR)技术探测到了超氧自由基和羟基自由基, 这两个体系添加氟离子对其产生强度影响不同, 这可能是因为TiO2/膨润土催化剂为层状结构, BET 比表面积较大, 经XRD和TEM测试表明其晶粒直径约为57.9 nm. TiO2/膨润土催化剂连续循环使用11次, 光催化活性基本不变, 这个现象说明TiO2/膨润土催化剂既易于从分散体系中分离出来, 而且其稳定性也好, 它是一个有应用前途的催化剂.