脉冲激光法制备修饰纳米Eu_2O_3/聚苯胺导电杂化薄膜

采用聚焦脉冲激光法(PLA-IT/SFL)制备修饰纳米Eu2O3/聚苯胺有机溶胶及其杂化薄膜材料。考察了制备条件对修饰纳米Eu2O3/聚苯胺有机溶胶荧光性能的影响。TEM显示Eu2O3粒子粒径约为15 nm且其在聚苯胺中有较高的稳定性。荧光光谱表明该杂化薄膜材料在紫外光照射下发出强烈的红光,且荧光强度达2.53×105a.u。杂化薄膜材料的电导率为1.13×10-2S.cm-1。热分析表明该杂化薄膜比导电性聚苯胺(PAN-HCSA)薄膜具有更好的热稳定性。该杂化薄膜材料可望用于电致发光领域。     

多色发光层状稀土氢氧化物/聚甲基丙烯酸甲酯复合荧光薄膜的组装

本文通过水热法合成了含有3种不同稀土离子的层状稀土氢氧化物(Gd0.5Tb0.5-xEux)2(OH)5NO3.nH2O,并选择有机物水杨酸(HSA)作为敏化剂,通过在水热条件下的离子交换反应,成功将其以有机阴离子形式与层状稀土氢氧化物插层组装获得有机-无机杂化荧光材料(SA--LRHs∶xEu)。荧光性质测定表明,SA-通过有效的能量转移增强了Tb3+的特征绿色荧光发射,随着Eu3+含量的增加,Eu3+的特征红色荧光发射随之增强,而Tb3+的特征绿色荧光发射随之减弱。在此基础上,将发光颜色可调的有机-无机荧光材料与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合组装出透明的荧光薄膜。     

二维手性层结构的无机-有机杂化磷酸镓(1,10-phen)Ga2(HPO4)2F2(H2O)的水热合成与表征

在水热体系中, 制备了二维手性层结构的(1,10-phen)Ga2(HPO4)2F2(H2O)无机-有机杂化磷酸镓化合物(简称JGP-7).用X射线粉末衍射、元素分析、诱导耦合等离子体、红外光谱、热重分析和X射线单晶衍射对其进行了表征.单晶结构分析表明, 该化合物属单斜晶系, P21/c空间群, 晶胞参数a=0.760 4(1) nm, b=2.169 1(4) nm, c=0.995 2(2) nm, β=99.93(3)°, V=1.619 3(3) nm3, μ=3.607 mm-1, Z=4, F(000)=1 120, R1=0.037 5, wR2=0.056 9, GOF=0.986.JGP-7的骨架由四元环组成的Ga(1)-P(1,2)-O一维链与Ga(2)2F4(H2O)2二聚体通过共用桥O原子构成具有4-, 10-元环的层状结构, 无机层状结构间呈现手性对映.这个无机层通过1,10-邻菲罗林配体相互作用形成的π-π堆积扩展为三维超分子结构.     

配位键驱动的多卟啉阵列结构在纳米SiO2表面的组装及光电性能

制备了吡啶功能化的纳米二氧化硅(nanoSiO₂BPy), 并利用配位键驱动的层层自组装技术, 以四吡啶基锌卟啉(ZnTPyP)为链接单元, 在nanoSiO₂BPy表面构筑了含有(Pd/ZnTPyP)_n多卟啉阵列结构的有机-无机杂化材料. 利用热重、 紫外-可见吸收光谱和X射线光电子能谱跟踪分析了nanoSiO₂BPy@(Pd/ZnTPyP)_n杂化材料的组装过程. 结果表明, nanoSiO₂BPy@(Pd/ZnTPyP)₃杂化材料在150~450 ℃升温区间内质量损失17%, 可归结为组装在纳米SiO₂表面的多卟啉阵列和少量有机物的热分解. 紫外-可见和荧光光谱表明, 在nanoSiO₂BPy@(Pd/ZnTPyP)_n杂化材料中, 锌卟啉Soret带的吸收峰出现在426 nm处, 其Q带的荧光发射峰出现在605和655 nm处, 荧光寿命约为1.78 ns, 光谱数据均与锌卟啉在稀的二甲亚砜溶液中的结果接近, 表明组装在nanoSiO₂BPy表面的锌卟啉环之间相互作用较弱, 没有形成聚集体. 场发射透射电镜照片显示, 由于Pd/ZnTPyP的组装, nanoSiO₂BPy@(Pd/ZnTPyP)₃杂化材料的平均直径由原料的10~16 nm增加到15~20 nm. 杂化材料修饰电极的循环伏安曲线在-0.6~-2.4 V(vs. Ag/AgCl)范围内出现了2对不可逆的氧化还原峰, 归属于卟啉被氧化的电子转移过程. 探讨了nanoSiO₂BPy@(Pd/ZnTPyP)_n杂化材料作为光敏剂在光电转换、 光催化乙基紫精的还原和显色方面的应用.     

氧化热处理对聚苯胺/V2O5杂化材料结构和性能的影响

采用原位氧化聚合法将聚苯胺分子链插入层状V2O5的片层中,制得了聚苯胺／五氧化二钒(PAn／V2O3)纳米杂化材料,并用氧气对杂化材料进行氧化热处理,用WAXD、FTIR、TGA、电导率及循环伏安测试等手段研究了氧化热处理对杂化材料结构与性能的影响。结果表明：氧化热处理对杂化材料的层状结构几乎没有影响,但将导致层闯客体聚苯胺分子链上醌式结构的比重略有增加,降低了电子的离域能力,从而使得电导率略有下降,同时伴随着部分V^4 氧化为V^5 ,使得嵌锂能力得到明显改善。     

聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺/硅杂化材料的制备与性能

以8-羟基喹啉、甲醛和苯胺为原料,制备了5-[(苯胺基)甲基-8-羟基喹啉,并以此为单体,以过硫酸铵作为氧化剂,采用化学氧化聚合法,在酸性水溶液中合成了聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺.通过正硅酸乙酯表面修饰聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺获得了具有荧光特性的聚N-[-5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺/硅杂化材料.该杂化材料不仅在480 nm附近发出较强的荧光,而且在强酸和弱酸电解质溶液中均表现出了较好的氧化-还原可逆性.     

以钴-哒嗪阳离子为模板构筑的多酸基有机-无机杂化材料

利用水热方法合成了一种Keggin型多酸基有机无机杂化材料,化学式为(Hpydz)Na[Co(pydz)_4(H_2O)_2][SiW_(12)O_(40)]·3H_2O(pydz=pyridazine).单晶X-射线研究表明,在该化合物中,Keggin型多阴离子与钠离子连接构筑成三维孔状结构,其中钴-哒嗪阳离子有机基团作为客体分子,通过静电相互作用存在于三维孔道结构中,构筑成有机-无机杂化材料.该化合物属于单斜晶系,空间群为C_2/c,晶胞参数a=1.937 7(2)nm,b=1.678 8(2)nm,c=1.768 0(2)nm,α=90°,β=98.612(3)°,γ=90°,V=5.686 51nm~3.     

对叔丁基杯[8]芳烃/钼磷杂多酸纳米杂化LB膜的制备与表征

以含有共轭大π键的对叔丁基杯[8]芳烃(Cal8)和十八(烷)铵(ODA)与Keggin结构和Dawson结构钼磷杂多酸(HPA)做成膜材料, 用LB技术制备了2种新型无机-有机杂化LB膜. 用π-A曲线、UV-Vis吸收光谱、荧光光谱和原子力显微镜(AFM)对标题LB膜的成膜性质、结构及发光性质进行了表征. 结果表明在空气/水界面Cal8/ODA/HPA杂化可形成稳定的单层与多层膜. 标题杂化LB膜的崩溃压为39.0 mN/m, 其粒子具有纳米尺寸, 在激发波长为280 nm时, 可观察到322～387 nm处由Cal8分子π-π*跃迁引起的荧光发射峰及510 nm处 杂多阴离子的配体到金属的荷移跃迁(LMCT)三重发射谱带.     

二维自组装聚合制备寡层有机-氧化硅纳米杂化材料

设计、合成了一种两亲性硅氧烷前驱体(PABI),一端为羧基,另一端为具有反应性的硅氧烷基团.利用两亲性分子在水溶液中的自组装特性,研究了它的"二维自组装聚合".实验结果表明,PABI的二维自组装聚合行为与介质、碱的种类和碱的用量等因素有关.我们发现用四甲基胍(TMG)为碱时,PABI在水中通过自组装聚合可以形成寡层二维有机-氧化硅纳米杂化材料.透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)的测试结果显示,片层的尺寸为几百纳米到几微米,片层的厚度为6～9 nm.当在水/有机溶剂(如DMSO、DMF、THF或MeOH)的混合溶液中进行自组装聚合时,均未得到层状结构的杂化材料.当用三乙胺和氢氧化钠为碱时,在水中只能得到多层堆积的杂化材料.本研究结果表明,通过二维自组装聚合,可以获得寡层甚至单层二维有机-氧化硅杂化材料.     

层状有机-无机杂化钙钛矿(C7H12N2)PbBr4的合成、结构及发光性质

通过向杂化体系中引入特殊的有机配体2-（2-氨基乙基）吡啶,利用溶液冷却技术,合成了一种二维层状有机-无机杂化钙钛矿结构材料的化合物(C7H12N2)PbBr4的晶体。 X射线单晶衍射结果表明,化合物(C7H12N2)PbBr4的单晶结构属于正交晶系,Pbca空间群,a=1.702 3 nm,b=0.828 9 nm,c=2.022 4 nm,Z=8。 无机部分是由共顶点的PbBr6金属卤化物八面体组成的二维平面片层。 采用了相对扭曲构型的有机胺阳离子与二维无机片层通过氢键作用组成了杂化钙钛矿结构。 对其光学性质进行了测试。荧光光谱的特征发射峰出现在422 nm处。     

Enhanced Photocatalytic Denitrification Rhodamine Bover In_2O_3/Bi_(24)O_(31)Br_(10) Nanocomposites under Visible Light Irradiation

A novel In_2O_3/Bi_(24)O_(31)Br_(10) composite photocatalyst, where In_2O_3 nanoparticles with the diameter of about 5~10 nm were tightly attached on the surface of Bi_(24)O_(31)Br_(10) plates, was prepared by using hydrolysis, impregnation method and post-thermal process. Photocatalytic activity was evaluated by the degradation of Rhodamine B under the visible light irradiation. Effects of the contents of In_2O_3 nanoparticles on the optical property and photocatalytic activity of In_2O_3/Bi_(24)O_(31)Br_(10) composite were also investigated. Compared with neat In_2O_3 and Bi_(24)O_(31)Br_(10) materials, 15 In_2O_3/Bi_(24)O_(31)Br_(10) composite exhibits the best photocatalytic activity owing to the efficient separation of photogenerated electron and hole pairs, which is evidenced by photoluminence spectra. More than 95% of Rhodamine B solution can be degraded by 15 In_2O_3/Bi_(24)O_(31)Br_(10) sample in 30 min.     

Li_4Ti_5O_(12)/(Ag+C)极材料的固相合成及电化学性能

以Li_2CO_3,TiO_2为原料,葡萄糖为碳源,采用固相煅烧工艺合成了亚微米级的Li_4Ti_5O_(12)/C复合负极材料.并将之与AgNO_3复合,采用固相方法制备出了Ag表面修饰的Li_4Ti_5O_(12)(AG+C)复合材料.采用XRD、SEM和TEM测试方法对材料的微结构进行了表征.结果表明,C的存在对Ag单质在Li_4Ti_5O_(12)/C颗粒表面的大量形成起到了积极的促进作用.从而很大程度地提高了Li_4Ti_5O_(12)/C的电导率,因此有效地改善了其电化学性能.在1C倍率下,Li_4Ti_5O_(12)/(Ag+C)复合材料的首次放电容量达到了164 mAh·g(-1).     

聚(2-甲氧基-5-丁氧基)对苯乙炔/Eu2O3纳米复合材料的合成及其光学效应

采用原位脱氯化氢缩合聚合法制备了聚(2-甲氧基-5-丁氧基)对苯乙炔/氧化铕(PMOBOPV/Eu2O3)纳米复合材料. 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱证实了在Eu2O3表面的包覆层为PMOBOPV. 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察发现, PMOBOPV/Eu2O3纳米复合材料具有核-壳结构, 直径为75-145 nm, 其中PMOBOPV包覆层厚度约为25 nm. 紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表明, 随着Eu2O3含量增加, PMOBOPV/Eu2O3的最大吸收峰发生红移且强度提高. 荧光光谱研究表明, 随着Eu2O3含量增加, PMOBOPV/Eu2O3的最大发射波长发生蓝移且强度提高, Eu2O3与PMOBOPV之间形成了光致电子转移体系, 使π电子离域程度增加, 并且导致荧光量子效率提高. 根据光学禁带宽度(Eg)与入射光子能量(hυ)的关系, 拟合了PMOBOPV/Eu2O3薄膜的光学禁带宽度, 发现随着Eu2O3含量增加, Eg逐步减小. 采用简并四波混频方法测试它们的三阶非线性极化率(χ(3)), 发现随着Eu2O3含量增加, PMOBOPV/Eu2O3纳米复合体的非线性光学响应逐渐增强, 这说明PMOBOPV与Eu2O3之间形成了分子间光致电子转移体系, 产生了复杂的分子间离域π电子非线性运动.     

Highly stable aqueous rechargeable Zn-ion battery: The synergistic effect between NaV_6O_(15) and V_2O_5 in skin-core heterostructured nanowires cathode

The aqueous rechargeable Zn-ion batteries based on the safe,low cost and environmental benignity aqueous electrolytes are one of the most compelling candidates for large scale energy storage applications.However,pursuing suitable insertion materials may be a great challenge due to the strong electrostatic interaction between Zn^{^(2+})and cathode materials.Hence,a novel NaV₆O₁₅/V₂O₅ skin-core heterostructure nanowire is reported via a one-step hydrothermal method and subsequent calcination for high-stable aqueous Zn-ion batteries(ZIBs).The NaV₆O₁₅/V₂O₅ cathode delivers high specific capacity of 390 m Ah/g at 0.3 A/g and outstanding cycling stability of 267 m Ah/g at 5 A/g with high capacity retention over 92.3%after 3000 cycles.The superior electrochemical performances are attributed to the synergistic effect of skin-core heterostructured NaV₆O₁₅/V₂O₅,in which the sheath of NaV₆O₁₅ possesses high stability and conductivity,and the V₂O₅ endows high specific capacity.Besides,the heterojunction structure not only accelerates intercalation kinetics of Zn²⁺transport but also further consolidates the stability of the layers of V₂O₅ during the cyclic process.This work provides a new perspective in developing feasible insertion materials for rechargeable aqueous ZIBs.     

4[CuCl(C5H5N)4]·[W10O32]·2(C5H5N)·3H2O的合成及晶体结构

标题化合物是通过(NH_4)_2WS_4, CuCl_2·2H_2O在吡咤溶液中反应制得。晶体呈蓝色, 属三斜晶系, 空间群P1, 晶胞参数为:a=1.3555(7), b=1.3666(5), c=1.7860(13) nm, α=69.08(4)°, β=87.39(5)°, γ=70.72(4)。V=2.907(3) nm, Z=1, D_m=2.56 g cm~(-3)。结构由Patterson法和Fourier法测出。对5692个收集到的独立衍射数据进行计算, 最后R=0.046。结构测定表明, 晶体由W_(10)O_(32)~(4-), [CuCl(C_5H_5N)_4]~+, C_5H_5N和H_2O所组成。W_(10)O_(32)~(4-)的结构见图1, W原子处在O原子的八面体配位中, 彼此共边和共顶点相连。[CuCl(C_5H_5N)_4]~+的结构见图2, Cu原子由1个Cl和4个N原子配位, 呈略有变形的四方锥形, 这种离子是首次报导。C_5H_5N和H_2O填入正负离子堆积的空隙中。     

同轴静电纺丝技术制备Y_2O_3:Eu~(3+)@SiO_2豆角状纳米电缆与表征

采用同轴静电纺丝技术,以氧化钇、氧化铕、正硅酸乙酯(C8H20O4Si)、无水乙醇、PVP和DMF为原料,成功制备出大量的Y2O3:Eu3+@SiO2豆角状纳米电缆.用TG-DTA,XRD,SEM,TEM和荧光光谱等分析技术对样品进行了系统地表征.结果表明,得到的产物为Y2O3:Eu3+@SiO2豆角状纳米电缆,以无定型SiO2为壳层,晶态Y2O3:Eu3+球为芯,电缆直径约为200nm,内部球平均直径约150nm,壳层厚度约为25nm,电缆长度300μm.纳米电缆内部为球状结构,沿着纤维长度方向有序排列,形貌均一.Y2O3:Eu3+@SiO2豆角状纳米电缆在246nm紫外光激发下,发射出Eu3+离子特征的波长为614nm的明亮红光.对其形成机理进行了初步讨论.     

Insights into the H_2O/V_2O_5 Interface Structure for Optimizing Water-splitting

The interaction of water(H2O) with metal oxide surfaces is of fundamental importance to various fields of science, ranging from batteries to catalysis. In particular, vanadium pentoxide(V2O5) has been widely used as electrode materials for aqueous-battery and catalysts. Herein, theoretical(density functional theory) study gives atomic-scale insights into water monolayers in V2O5 and single-molecule adsorption and dissociation at three low-index surfaces and oxygen-vacancy V2O5(001) surface. The H2O/V2O5 interface structure was identified. The results show that H2O is adsorbed on the stoichiometric V2O5(001) surface with physisorption mechanism, and the dissociation hardly occurs. Water adsorbs as an intact monomer with a computed binding energy of 0.75 eV. The formation of ordered water overlayers has been observed on V2O5(001) surface, suggesting a locally ordered superstructure of molecular water. The molecular H2O adsorption on oxygen-vacancy V2O5(001) surface is stronger than that on the stoichiometric V2O5(001) surface, and H2O can undergo dissociative chemisorption to form a surface hydroxyl group and a H adatom. V2O5 can take the oxygen from H2O, which is consistent with the experimental results.     

沉淀法合成蓝色长余辉发光材料Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)

采用沉淀法制备了高亮度的长余辉发光材料Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+).通过XRD、荧光光谱和热释光谱对其进行表征.XRD测试表明所制备的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+),四方晶.荧光光谱测试表明,λ_(em)=467 nm作为监控波长,在275～450 nm之间有宽的激发光谱,峰值位于399 nm.用λ=399 nm激发样品,其发射光谱为一宽带,峰值位于467 nm.1050℃煅烧前躯体所制备的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)发光性能最好.热释光谱峰值位于357 K,适合长余辉现象的产生.对Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光机理进行了讨论.     

3D porous V_2O_5 architectures for high-rate lithium storage

The discovery of novel electrode materials promises to unleash a number of technological advances in lithium-ion batteries. V_2O_5 is recognized as a high-performance cathode that capitalizes on the rich redox chemistry of vanadium to store lithium. To unlock the full potential of V_2O_5, nanotechnology solution and rational electrode design are used to imbue V_2O_5 with high energy and power density by addressing some of their intrinsic disadvantages in macroscopic crystal form. Here, we demonstrate a facile and environmental-friendly method to prepare nanorods-constructed 3D porous V_2O_5 architectures(3 D-V_2O_5)in large-scale. The 3D porous architecture is found to be responsible for the enhanced charge transfer kinetics and Li-ion diffusion rate of the 3D-V_2O_5 electrode. As the result, the 3D-V_2O_5 surpasses the conventional bulk V_2O_5 by showing enhanced discharge capacity and rate capability(delivering 154 and127 m Ah g~(-1) at 15 and 20 C, respectively).     

Tm:Lu_3Al_5O_(12)晶体的生长与光谱性能研究

采用提拉法生长高质量的纯LuAG晶体和4%(原子分数)Tm:LuAG晶体.对晶体的晶胞参数和光谱性能进行了详细的表征.研究发现:Tm~(3+)的掺入没有改变LuAG基质的晶体结构;吸收光谱中255 nm处的吸收带是由Fe~(3+),Fe~(2+)引起的;晶体在782 nm处的吸收峰,与商用AlGaAs二极管的发射波长匹配良好,吸收截面为5.07×10~(-21) cm~2.Tm:LuAG晶体在2 μm波段的荧光峰对应~3F_4-~3H_6能级之间的跃迁,荧光寿命长达11.9 ms,有利于激光的高能量调Q输出.结果表明,Tm:LuAG晶体是2 μm激光器中很有发展潜力的增益介质,将会替代Tm:YAG晶体应用于激光雷达系统.