杂多阴离子柱撑水滑石层柱相互作用的光电子能谱研究

本文用Ｘ－光电子能谱仪对二十二种同多和杂多阴离子柱撑水滑石层和柱中元素电子结合能的化学位移进行了研究。同时通过ＩＲ，ＸＲＤ的分析，对ＸＰＳ结果的讨论提供了一定的补充，探讨了同层不同柱，同性不同层的ＰＯＭ－ＬＤＨＳ的层柱相互作用机理。     

钾修饰水滑石吸附剂脱碳性能及颗粒强度实验研究

中温固体吸附剂分离H_2/CO_2技术是煤化工水气变换过程中的重要技术,可同时实现显热H_2的利用及CO_2的集中捕集。其中关键为寻找合适中温下CO_2成型吸附剂的开发。本研究了成型过程中原位引入铝溶胶、碳酸钾及其添加条件对钾修饰水滑石吸附量、颗粒强度的影响规律,通过X射线衍射实验初步揭示了成型过程中钾修饰拟薄水铝石的形成过程,通过热重实验分析了钾修饰拟薄水铝石对吸附量的增加。挤出成型批次化颗粒吸附剂具有0.77 mmol/g CO_2吸附能力,同时相比于未加入碳酸钾时增加了约39%颗粒强度。     

水滑石对农膜性能影响的红外光谱研究

使用红外光谱仪分别研究了进口水滑石、国产水滑石以及滑石粉对农膜光学性能、透光率、红外阻透率和保温性能的影响。结果表明国产水滑石粒径大于进口水滑石,制品雾度值上升1.5%左右。与常用的滑石粉相比,水滑石所制农膜的红外阻隔效果更好。从红外光谱图看出,国产或进口水滑石在1 100～1 200 cm-1波数范围内没有红外吸收, 吸收峰值在1 360 cm-1波数处, 与吸收能量最强的9～11 μm波长处有一定偏移,因此添加到农膜中作保温剂还有待于进一步研究。     

柱撑粘土分子筛的红外光谱研究

用红外光谱法测定了混合金属羟基配合物柱撑粘土的表面酸性和表面羟基振动。结果表明，粘土和柱撑粘土均具有Ｌｅｗｉｓ酸和Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸（分别简称Ｌ酸和Ｂ酸）中心，且以Ｌ酸为主；不同柱剂交联的柱撑粘土的表面酸性也有所不同；层间柱是柱撑粘土酸性的重要来源，焙烧后它可转变成氧化物柱并释放出质子而产生Ｌ酸和Ｂ酸中心；柱撑粘土分子筛的羧基谱带主要来自六配位铝，其强度随焙随焙烧温度升高而下降；层间柱的稳定对其表     

不同形貌二水草酸钙对阴离子表面活性剂AOT的吸附差异

人体尿液中存在大量具有生物表面活性的物质,而这些物质与尿液中不同形貌的草酸钙微晶间的吸附关系并未得到人们广泛关注。挑选了常用的阴离子表面活性剂磺基琥珀酸钠二辛酯(AOT)作为吸附物质,研究了不同形貌的二水草酸钙(COD)晶体对AOT的吸附差异,探究草酸钙结石的形成机理。采用X射线粉末衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征,并通过谱图差异分析了吸附AOT前后棒状、圆钝形、花状、十字形和双锥形COD晶体的组分变化;采用Zeta电位分析仪测定吸附AOT后晶体表面的Zeta电位随AOT浓度的变化;采用比色法通过紫外可见分光光度计测定不同浓度AOT存在下晶体的吸附量变化并绘制吸附曲线。随着AOT浓度的增加,COD的吸附量逐渐上升,最后达到吸附饱和状态,各吸附曲线均呈S型。不同形貌COD对AOT的最大吸附量大小顺序为：棒状COD (41.0 mg·g-1)>圆钝形COD (37.5 mg·g-1)>花状COD (35.0 mg·g-1)>十字形COD (27.2 mg·g-1)>双锥形COD (20.9 mg·g-1)。COD晶体的比表面积越大,表面提供的活性位点也越多,越有利于表面活性剂AOT在晶体表面的吸附;富含Ca2+的(100)晶面更利于阴离子的AOT的优先吸附;此外COD晶体的内能越大,越会抑制AOT在COD表面的吸附,导致吸附量降低。吸附了AOT的COD晶体稳定性显著增加,COD向COM转变的速度明显降低。基于AOT在不同形貌的COD晶体表面的吸附特点,提出了COD晶体吸附AOT的分子模型。COD晶体对AOT的吸附与晶体形貌密切相关。容易吸附AOT的COD晶体形貌更容易粘附在带负电荷受损伤的细胞表面,加大草酸钙结石形成的风险。     

以LiF修饰阴极的有机电致发光器件性能的提高

提出了用一种无机半导体的模型来计算有机电致发光器件(OELDs)的J-V特性.通过在金属/有机物界面插入薄LiF层,由此引入的偶极子能极大地降低了电子的注入势垒和OELDs的开启电压.从而,载流子的注入得到了平衡,OELDs的性能得到了较大提高.经过数值计算,发现LiF插入层有一个约为1.5~5.0nm的最优厚度.LiF层太厚或太薄都会提高器件的开启电压、降低器件的性能.结果表明:这一模型可以用来解释OELD通过LiF修饰阴极后性能的提高.     

Cu取代对水滑石前驱物及其衍生氧化物性能的影响

恒定二价与三价阳离子比为3,采用共沉淀法制备不同Cu含量的系列水滑石前驱物,经过焙烧形成复合氧化物(CuO质量分数为0、5%、10%、15%、20%、30%、40% )材料.采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、差示扫描量热(DSC)、程序升温还原(TPR)、傅立叶红外光谱分析(FTIR)等表征手段研究了Cu、Mg含量对材料前驱物和衍生复合氧化物物化性能的影响.结果表明,在CuO≤30%范围内可以形成结构完整的水滑石前驱物, CuO>40%时出现Cu(OH)2 杂相; CuO≤20% (质量分数)时,经高温焙烧可得到的均匀的复合氧化物,CuO>20%时出现CuO偏析.Cu、Mg含量对材料的热稳定性能有显著的影响,焙烧温度和组成决定了材料的还原性能.     

利用阴极修饰层提高有机光伏电池的性能及稳定性

分别制备了以苯甲酸锂、碳酸铯和聚氧化乙烯为阴极修饰层的基于P3HT∶PCBM体系的本体异质结有机光伏电池。比较了3种阴极修饰层对器件性能及稳定性的影响。结果表明:选择合适的阴极修饰层材料是提高光电转换效率、延长电池使用寿命的可行性途径之一。纯无机阴极修饰层不能有效地阻挡氧气和水进入活性层,对于减缓器件的性能衰退效果不如有机阴极修饰层材料。有机聚合物材料可以减小漏电流的产生,开路电压和填充因子都得到很大提高,有利于提高器件的性能及稳定性。合成可溶液加工的具有极性基团的共轭聚合物材料是未来阴极修饰层的发展方向。     

使用PTB7作为阳极修饰层提高有机发光二极管的性能

采用poly[[4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b’]dithiophene-2,6-diyl][3-?uoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl]](PTB7)作为有机发光二极管器件的阳极修饰层,制备了结构为indium tin oxide(ITO)/PTB7(不同浓度)/N,N’-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N’-bis(phenyl)benzidine(NPB,40 nm)/8-hydroxyquinoline(Alq3,60 nm)/LiF(1 nm)/Al的系列器件,同时研究了不同浓度的PTB7对器件性能的影响.PTB7的最佳浓度为0.25 mg/mL,器件性能得到明显的改善,起亮电压为4.3 V.当驱动电压为14.6 V时,最大亮度为45800 cd/m2,最大电流效率为9.1 cd/A.与没有PTB7修饰的器件相比,其起亮电压降低了1.9 V,最高亮度提升了78.5%.器件性能提高归因于PTB7的插入使得空穴注入和传输能力大大改善.     

单层有机电致发光器件的阳极修饰研究

通过紫外臭氧和等离子体处理两种方式, 对ITO表面进行了处理。将处理之后的ITO玻璃应用于单层有机电致发光器件(SLOLED)中, 探究两种表面处理方式对改善器件性能的影响差别。实验结果表明, 以等离子体处理之后的基片所得到的器件性能要明显优于紫外臭氧处理。基于等离子体表面处理方式, 引入了MoO₃和HAT-CN两种缓冲层材料, 研究了这两种材料对SLOLED器件性能的影响。实验结果表明, 以HAT-CN为缓冲层的SLOLED表现出更优越的器件性能。     

掺硼水吸附碳纳米管电子场发射性能的第一性原理研究

运用第一性原理研究了掺硼碳纳米管(BCNT)顶端吸附水分子后的电子场发射性能.结果表明：掺B及吸附H₂O的碳纳米管(BCNT+H₂O)端部形成电子聚集的原子尺度微区,其电子态密度(DOS)在费米能级(E_f)附近有很大提高.根据计算的电子DOS,HOMO/LUMO及Mulliken电荷分布等可知BCNT+H₂O比CNT+H₂O有更好的场发射性能. 关键词： 掺硼碳纳米管 吸附 密度泛函理论 电子场发射     

吸附制冷中硅胶吸附性能衰减特性研究

理论分析了导致硅胶吸附性能衰减的可能原因,并根据硅胶在吸附制冷中可能遇到的环境条件,制造了多个试样,通过实验的方法表征了这些试样的比表面积、硅羟基含量以及吸附量等参数,获得了等温吸附曲线。根据数据比较的结果,硅胶吸附性能受多种因素影响,其中粉尘等杂质污染因素是导致硅胶吸附性能降低的重要原因之一。另外,对酸泡、洗涤方法处理衰减试样吸附性能进行了探索性的研究,对恢复硅胶吸附性能的方法进行了尝试。     

石墨表面吸附钾系统电子性质的理论研究

基于集团模型电荷自洽的EHT(Extended Hückel Tneory)方法对K在石墨(0001)表面吸附态进行了优化计算.在3种不同的覆盖度(Θ)下,对k-石墨系统的电荷转移量△Q、吸附能△E、态密度PDOS和TDOS、Mulliken集居数和成键性质进行了比较.认同K/石墨吸附系统是石墨插层化合物(GIC)的雏型.并用LMTO方法对KC₈完成电子结构的第一性原理研究,得到与EHT完全一致的结果:K4s-Ca杂化态主要位于低能区域远离费米能级,构成反键轨道其电子转移到费米能级附近K3d-Cπ成键的杂化轨道上.空的3d轨道在目前EHT方法和LMTO方法计算中扮演了关键角色.这与其他文献K-4s态处在EF能级的结果不同,但与早期Fischer(1984),Johnson(1986)XPS,ARUPS的实验结果吻合.     

多层结构的阴极修饰层对有机电致发光器件的性能改善

为提高有机电致发光器件（OLEDs）的阴极电子注入效率,我们设计了新型的阴极杂化修饰层,其结构为Bphen∶LiF/Al/MoO₃,将其应用到器件ITO/NPB/Alq₃/Al中,参考器件的电子注入层选用传统材料LiF。实验研究表明,与传统的阴极修饰层LiF相比,基于这种杂化结构的阴极修饰层非常有效。测试了器件的电致发光光谱（EL谱）,其峰值位于534 nm,发光来自于Alq₃,实验中我们可以观察到明亮的绿色发光。将其与传统参考器件的EL谱进行对比,在电流密度40 mA·cm-2下,两个器件的电致发光光谱是一致的。在0～100 mA·cm-2范围内,对器件的EL谱进行了测试。实验结果表明,随着电流密度的增加,器件的发光增强,但是EL谱的形状和谱峰的位置是固定不变的。与参考器件对比,基于杂化修饰层的器件的发光性能更好。研究表明,杂化修饰层的最佳参数为Bphen∶LiF(5 nm; 6%)/Al(1 nm)/MoO₃(5 nm),在测试范围内,器件的最大电流效率和最大功率效率分别为4.28 cd·A-1和2.19 lm·W-1,相比参考器件提高了25.5%和23.7%。器件的电流密度-电压特性曲线表明阴极杂化修饰层可以增强电子的注入,使器件中的载流子更加平衡,从而提高了器件的发光性能。从两个角度对器件效率的增强进行了理论方面的论证。一方面利用阴极杂化修饰层的作用机制来解释。在HML中,LiF能填充Bphen的电子陷阱,增强电流的注入,同时HML也能限制空穴的传输,减小空穴电流。另一方面从电荷平衡因子的角度,HML增强了电子的注入,使得器件的电荷平衡因子增大,空穴和电子的平衡性更好。实验研究表明,阴极杂化修饰层很好地增强了器件的效率。     

纳米粒子修饰硅胶整体柱的制备及其在柱表面增强拉曼光谱应用研究

通过溶胶-凝胶法以四甲氧基硅烷(TMOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)作为混合的前体,聚乙二醇(PEG)为致孔剂,制备了具有贯通孔道结构的双孔硅胶整体柱,采用3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MTPMS)对硅胶整体柱表面进行巯基化修饰后,分别将金、 银纳米粒子组装在整体柱材料表面。 利用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、 扫描电子显微镜(SEM)对金、 银纳米粒子形貌、 吸收光谱及组装金、 银纳米粒子前后整体柱的形貌进行了表征。 以对巯基苯胺(PATP)为探针分子,分别采用波长为633和532 nm的激发光作为激发光源,研究金和银纳米粒子修饰的硅胶整体柱的在柱表面增强拉曼光谱(SERS)性能。 结果表明,该基底呈现出很强的SERS活性,结合整体柱的分离富集优势将在食品/环境领域现场痕量检测方面具有广泛的应用前景。     

界面修饰对有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池性能的影响

作为近些年来最耀眼的明星材料之一,钙钛矿以其优异独特的光电特性成功吸引研究人员的广泛关注.自2009年报道了第一篇光电转换效率为3.8％的钙钛矿电池,到现在短短10年期间效率已经突破25.2％,几乎可以与商用多晶硅电池媲美.尽管其制备过程简单,但在薄膜的形成过程中很容易引入大量的缺陷.缺陷的存在会加速载流子的复合,阻碍...     

藏红T在阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠上的Langmuir吸附研究

微相吸附 -光谱修正 (MPASC)技术研究了十二烷基硫酸钠 (SLS)与藏红 T(ST)的结合反应 ,分析表面活性剂在微量分析中的增效机理。结果表明 :ST- SLS间相互作用符合 Langmuir单分子层吸附机理 ,产物结合比约为 1∶ 1。     

自制吸附仪储氢性能测试研究

针对全自动吸附仪只能在低压范围内（小于1个大气压）进行吸附研究的缺点,自行设计并生产了一套测量材料吸附性能的仪器,相比于自动吸附仪,此仪器扩大了压力适用范围.应用自制吸附仪,分别运用理想气体状态方程和范德瓦耳斯方程计算了间苯二酚-甲醛碳气凝胶的储氢吸附量. 关键词： 储氢 范德瓦耳斯方程 吸附     

多孔硅胶固化吸附剂吸附性能研究

固化吸附剂是提高吸附剂传热性能的重要方式,但是恶化了吸附剂的传质性能。以羧甲基纤维素(CMC)为黏结剂的多孔固化吸附剂利用CMC部分分解,在层间产生丰富的孔道,降低了吸附剂的传质阻力,具有强化吸附剂传质作用。本文对多孔硅胶固化吸附剂开展了容量法吸附性能评价、压汞法测试以及吸附性能计算,结果表明,多孔固化吸附剂层内存在一定量的大孔,改善了吸附剂传质特性;根据细孔扩散和表面扩散的计算方法,分别获得多孔硅胶固化吸附剂的细孔扩散系数和表面扩散系数。     

异性官能团修饰石墨烯吸附GIS 特征气体能力的DFT研究

为研制高灵敏度气体绝缘组合开关(GIS)特征气体检测传感器,利用密度泛函理论方法,采用分子模拟软件对GIS特征气体(SO_2,SOF_2,SO_2F_2,CF_4)在异性官能团(羟基、羧基与氨基)修饰石墨烯表面的吸附过程进行模拟计算,从微观角度研究了GIS特征气体在异性官能团修饰石墨烯表面的吸附机理.首先计算了各吸附体系的吸附能、净电荷转移量以及态密度,比较了羟基与羧基修饰石墨烯对GIS特征气体的吸附能力;再通过分子前线轨道与能隙对吸附能力强弱的机理进行了研究,得出强吸附修饰官能团的规律性特征,并通过氨基石墨烯进行验证.结果表明:羧基与羟基修饰石墨烯能够有效提高对SO_2,SOF_2,SO_2F_2的吸附能力,但羧基石墨烯对GIS特征气体的整体吸附能力更强;异性官能团修饰石墨烯后的能隙及其与气体分子前线轨道能量差越小,对GIS特征气体吸附能力就越强,异性官能团修饰石墨烯的能隙与前线轨道能量差可以作为选择特征气体敏感材料的依据.