基于卟啉-⁃金属有机框架材料的光动力疗法研究进展EI北大核心CSCD

卟啉‐金属有机框架(MOFs)材料是由金属节点和卟啉有机配体构成的一类新型多孔材料,MOFs骨架上的卟啉配体在光激发下,可以发挥光动力学治疗(PDT)作用。这类多孔结构的PDT材料在疾病治疗中,可以发挥载药、多功能修饰等功能,某些金属位点独特的MOFs还具有纳米酶功能。近年来,这类卟啉‐MOFs已经成为PDT领域的重要研究方向。目前,在推向临床前,这类材料还需要解决氧气浓度、能量传递效率等问题,研究者也给出了诸多解决方案,根据实际应用过程中所面对的不同环境,采取不同手段来增强PDT的效果,包括提高氧气浓度、改进能量传递过程、消耗功能分子、产生信号分子以及协同策略等。本文综述了近年来的代表性工作,包括卟啉‐MOFs材料以及PDT产生的机制,卟啉‐MOFs材料PDT的应用和最新进展,并针对卟啉‐MOFs材料的PDT在生物医学领域未来发展趋势进行了展望。     

超亲水性金属有机框架膜对油水混合物的高效分离及传质机理

化工废水大量排放和漏油、溢油事故频发对环境保护和生态平衡造成巨大的影响。本文提出了一种简单、节能、环保友好的金属有机框架膜制备方法用于油水分离。采用电化学方法在铜网上沉积金属有机框架材料获得超亲水性膜(Cu-CAT-1@铜网)。在重力驱动下,Cu-CAT-1@铜网膜能快速分离各种油/水混合物,分离效率大于95.0%,水通量大于112 kL·m^-2·h^-1。其分离性能高于大部分报道的铜网基底膜,并具有良好的重复性和可回收性。该膜传质机理主要基于Cu-CAT-1的超亲水性和水下超疏油性达到高效分离含油污水。     

有机金属配合物电致发光材料的研究进展

有机电致发光材料是平板显示领域最有发展前景的材料之一。其中有机配合物应用最早,一般为五元环或六元环结构,性质比较稳定,熔点高,固体荧光效率高,应用十分广泛。将从配体和金属原子发光方面对其近年来在有机EL器件中的应用研究做一综述。     

一种在室温下具有强磁介电耦合的钙钛矿型金属有机框架介电材料

磁电耦合材料在下一代存储器件中具有巨大的潜在应用, 其中钙钛矿型多铁性金属有机框架材料因其易于实现对磁性和电性的调控而受到广泛关注. 在这项工作中, 我们将Cr2+ 引入到[NH4 ][Mn(HCOO)3 ]晶体框架中. 当Cr2+ 掺杂比例为2.38%时, 铁电有序温度从零掺杂的231 K 上升到270 K, 在外加5 T 磁场作用下, 其铁电有序温度从零场的270 K 提高到296 K, 磁介电系数达到154%, 金属有机框架表现出明显的磁介电效应. 这个结果表明, 引入Cr2+ 离子作为晶体结构的构建块, 是合成具有较高磁介电耦合效应材料的一种可行性方法.     

基于金属有机框架材料制备Ag-CoSO4复合纳米材料及其在碱性电催化析氧反应的应用研究

本文以Co-BTC金属有机框架材料为前驱体,采用连续离子交换法和进一步的高温水热处理来合成片状Ag-CoSO₄复合纳米材料. 由于少量Ag的引入有利于增强导电性并加速电子转移过程,该催化剂在1 mol/L KOH电解质溶液中表现出优异的OER性能(在10 mA/cm²的电流密度下过电位仅为282 mV),其性能甚至比RuO₂更好. 催化剂中Ag的存在有利于促进Co(IV)的产生进而提高Co(IV)浓度,并且能够调控对氧物种的吸附能而促进OER过程^*OOH中间物质的形成,加速了析氧反应过程的进行. 极低含量Ag的使用(低于百分之一原子含量)使得催化剂的成本极大的降低.     

聚甲基丙烯酸三氟乙酯单体与分子链在金属有机框架中吸附及取向特性的理论研究

本文结合分子动力学、密度泛函理论和蒙特卡洛方法,研究了光学损耗低的氟化聚合物单体分子甲基丙烯酸三氟乙酯（TFMA）及其分子链在[Zn2(BDC)2TED]n和[Zn2(BPDC)2TED]n两种结构有序的金属有机框架（MOFs）材料中的吸附特性,得到相应的吸附数量和取向程度,以探索提高聚合物材料双折射性的有效途径。通过分析结果得出影响TFMA单体分子在这两种MOF孔道中吸附及取向特性的三个因素：a）由于MOF孔道壁是由金属离子和有机配体组成的极性表面,MOF孔壁与极性分子TFMA之间的静电相互作用对TFMA单体分子在孔道内的吸附和取向有促进作用;b）在受限空间中的聚合物单体分子之间的静电相互作用使其分子间隙更加紧密,同样也对其分子取向有促进作用;c）在这个两种孔洞与聚合物单体分子相对大小不同的MOF中,单体分子和分子链的取向度基本一致,但单体分子在孔径较大的MOF中吸附数量更多。这三个因素的重要影响,为聚合物单体或MOF的选取、对聚合物链取向及双折射性的控制提供理论预测方法。     

二维kagome晶格过渡金属酞菁框架的第一性原理研究

本文提出了一种新型的具有kagome晶格结构的二维过渡金属酞菁薄膜(记为kag-TMPc),并通过第一性原理计算的方法系统的研究了其电子和磁学性质. 研究结果表明,二维kag-MnPc薄膜具有稳定的铁磁基态,通过基于海森堡模型的蒙特卡洛模拟,得到其居里转变温度为125 K. 二维kag-CrPc薄膜是自旋$S$=2的基态磁序为RT3态的理想kagome反铁磁材料. 光吸收谱的研究证明,与过渡金属酞菁分子相比,这种自组装形成的二维kagome过渡金属酞菁框架具有更广阔的光吸收范围,特别是在可见光区域.     

钕有机框架配合物Nd(BTC)的双光子上转换荧光

稀土上转换荧光材料和金属有机框架配合物是材料学、化学等学科近年来的两大研究热点,引起了广泛的研究关注。其中,基于稀土元素Nd3+的配合物是目前较为普遍的上转换荧光材料。文章表征了通过溶剂热法合成的稀土有机框架配合物Nd(BTC)的吸收和荧光等光谱性能,发现在808 nm的激光激发下,Nd(BTC)的荧光峰位于1 064 nm左右;在580 nm的激光激发下,获得了位于450 nm左右的上转换荧光峰,其上转换发光机理可归结于激发态吸收和能量传递上转换。上述结果表明,该框架配合物可作为一种上转换发光材料,有望应用于生物荧光标记、荧光显示等多个领域。     

取代基效应对对称共价有机框架光催化性质的影响

对称共价有机框架(COF)光催化剂通常存在电荷分离效率低和光激发态寿命短的问题. 通过密度泛函理论和含时密度泛函理论计算,本文发现了用一个或两个取代基(N或NH₂)在具有代表性的对称共价有机框架(N₀-COF)的连接单元内进行部分取代可得到具有电荷分离特征的共价有机框架(N₁-COF、N₂-COF、(NH₂)₁-N₀-COF和(NH₂)₂-N₀-COF). 此外,还发现N₀-COF的最高占据晶体轨道和最低未占据晶体轨道的能级位置可通过取代远离或靠近真空能级,这取决于取代基的吸电子或给电子特性. 因此,本文提出了通过精心选择具有吸电子或给电子效应的取代基,并在对称共价有机框架的连接单元内进行部分取代,所获得的共价有机框架可具有高效的电荷分离以及驱动特定光催化反应的合适最高占据晶体轨道和最低未占据晶体轨道能级位置. 该规则可用于进一步提升许多具有对称性的共价有机框架的光催化性能.     

高效有机发光二极管的光提取技术及其研究进展

高性能材料研究使有机发光二极管（Organic light-emitting diode,OLED）取得了突飞猛进的发展,但是器件内部生成的光子由于光学损耗无法全部发射到外部空间,从而极大地降低了OLED效率,并阻碍了其在节能照明市场的应用。通过调控光损失区域的波传导,光提取技术能够有效抑制衬底、波导、表面等离子激元等损耗模式,理论上可使效率扩大4倍。具有1.05～2倍扩大效果的光提取技术已被大量报道,但与理论极限仍存在很大差距。为此,本文简要分析了OLED光学损耗模式,综述了近年来高效的、特别是能实现2倍以上扩大效果的光提取技术。     

有机发光二极管光取出技术研究进展

有机发光二极管(OLED)在通信、信息、显示和照明等领域均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.但是,OLED的外量子效率远低于内量子效率,极大程度地制约了其发展和应用.本文主要介绍了多种有效提高器件效率的光取出技术,对微透镜、光子晶体结构、纳米图案和纳米多孔膜以及微腔技术等多种OLED修饰方法进行了回顾和讨论.在此基础上,对一些光取出技术的研究做了展望.     

金属/有机界面势垒对单层有机电致发光器件发光效率的影响

基于高场下电荷的注入过程及激子的解离和复合过程,建立了单层有机发光器件电致发光(EL)效率的理论模型。计算表明：(1)当金属／有机界面势垒高度大于0．3eV时,器件的EL效率很低,降低金属／有机界面势垒可以显著提高器件的EL效率;(2)在较低偏压下,注入过程对器件的电致发光效率起主要作用,但在高偏压下复合过程起支配作用。这一模型可以阐明注入和复合过程对有机发光器件EL效率的影响,对选择发光材料、优化器件结构和提高器件EL效率具有指导意义。     

金属有机骨架材料低温储氢性能测试装置

设计了一套金属有机骨架(MOFs)材料低温储氢性能测试装置。该装置的设计压力为10MPa,可以在低温宽温区范围内对多种金属有机骨架材料的低温储氢性能进行测试,且样品更换方便。此外,还介绍了试验的原理及步骤。     

有机电致发光器件光取出效率增强研究进展

有机电致发光器件(OLED)经过近三十年的发展,已经在照明和显示上得到一定程度的应用.OLED具有全固态、响应速度快、易于实现柔件显示等优点.由于磷光材料的应用,其内量子效率几乎达到了理论的极限值100%,但其外量子效率却只有20%左右,制约外量子效率进一步提高的主要因素是器件的光取出效率.本文从提高OLED光取出效率的方法入手,综述了国内外关于顶发射和底发射有机发光器件光取出效率增强的研究现状、最新进展及以后的研究方向.     

铝基MOF合成及其在除湿换热器中的应用

提出一种铝基MOF的新型合成方式,用金属铝代替铝盐作为MOF铝离子来源,制备可直接涂覆于金属基表面的MOF浆料。经XRD表征浆料的主要成分为MIL-96(Al)和MIL-100(Al),该材料在20°C下吸附量可达到0.38 g/g。利用喷涂法制备MOF–金属基样片,样片动态吸附测试表明各相对湿度下吸附过程均与LDF模型良好拟合且相对湿度越高吸附速率越快;经50个吸附–脱附循环样片的吸水性能无衰减。制备MOF除湿换热器(MCHE)并分析了入口风速和热水温度的影响,在多个工况下MCHE均表现出优于硅胶除湿换热器2³倍的除湿能力。     

非晶钛酸锶钡薄膜的金属有机分解法制备及其光学性能

本文采用2-辛酸钡(Ba(C₈H₁₅O₂)₂)和3-甲基丁基醋酸盐(CH₃COOC₂H₄CH(CH₃)₂-)为基的特殊前驱体溶液,在硅和石英基片上低温制备Ba_0.7Sr_0.3TiO₃ (BST0.7)薄膜.性能测试结果表明,厚度约为214 nm的非晶BST0.7薄膜的光学带隙能和折射率分别为4.27 eV和n=1.94.薄膜在可见光和近红外区域的消光系数远远低于多晶BST薄膜,约为10^-3数量级.激发波长为450 nm时,在室温环境下非晶BST0.7薄膜在波长520—610 nm处发出强烈的可见光,峰值为540—570 nm,而结晶态的BST0.7薄膜则无发光现象. 关键词： 钛酸锶钡 非晶薄膜 金属有机分解法 光学性能     

零维有机-无机杂化金属卤化物的溶液合成、光物理性质及光电应用

零维（0D）有机-无机杂化金属卤化物作为一种重要的功能材料,由于其优异的发光特性,在照明、显示和X射线闪烁体等领域得到了广泛的关注。在0D有机-无机杂化金属卤化物中,金属卤化物多面体阴离子被有机阳离子包围并完全孤立,形成独特的“主-客体”结构。因此,0D有机-无机杂化金属卤化物通常表现出单个金属卤化物多面体的固有特性。然而,0D有机-无机杂化金属卤化物作为一种新兴的发光材料,除了包含显著的空间限域特征,其还有可调的微观相互作用,因此不同的成分对它们的发光物理机制具有显著的影响。基于此,本文首先介绍了0D有机-无机杂化金属卤化物的溶液合成方法、晶体结构特征和发光物理机制;然后详细分析了0D有机-无机杂化金属卤化物发光物理机制的调控以及光电方面的应用;最后,对0D有机-无机杂化金属卤化物的未来应用和研究进行了总结和展望。     

利用金属纳米颗粒改善有机光电器件性能

有机发光和有机光伏器件为代表的有机光电器件在显示、照明、能源等领域有着广阔的应用前景。有机发光器件具有发光效率高、发光颜色丰富、响应速度快等优点,而有机光伏器件具有质轻、成本低、可实现柔性器件等优点。金属纳米颗粒的表面等离子体共振耦合效应可以提高有机发光器件的效率和有机光伏器件的光电转换效率,因而得到了研究人员的广泛关注。本文综述了金属纳米颗粒改善有机发光/光伏器件性能方面的研究进展,并对其今后的应用趋势进行了讨论。