超卤素掺杂立方相卤化物钙钛矿太阳能电池材料第一性原理研究

卤化物钙钛矿（ABC₃）太阳能电池由于其优异的光电性质引起了人们的广泛关注,对结构中的A位及B位离子进行等价离子取代是调控钙钛矿材料禁带宽度的有效方法之一.本文研究拟用超卤素离子团簇（BeX₃^-,MgX₃^-,BX₄^-,AlX₄^-,SiX₅^-,PX₆^-,X＝F,Cl）对立方相CsPbI₃钙钛矿中的I^-离子进行部分掺杂或完全取代,设计了一系列基于超卤素团簇掺杂的新型卤化物钙钛矿太阳能电池材料,并运用第一性原理的方法对材料的结构和性质进行了模拟研究.结果表明,采用上述超卤素离子团簇对CsPbI₃钙钛矿中的I^-离子进行部分掺杂比全部取代后得到的结构体系禁带宽度小;采用PCl₆^-团簇取代I^-离子得到的CsPb （PCl₆）₃体系的禁带宽度是1.58 eV,其导带底部主要由Cl原子的3p轨道、P原子的3s轨道以及Pb原子的6p轨道杂化组成,该材料是一种潜在的钙钛矿太阳能电池材料.     

有机锡化合物为中性载体的高选择性硫氰酸根离子电极

使用硫氰化银与硫化银作膜活性物质的固态硫氰酸根离子选择电极,由于受卤素离子如Cl^-、Br^-和I^-干扰很大而限制了应用.以钴(Ⅲ)卟啉或维生素B₁₂衍生物为载体的电极对SCN^-有较高的选择性^[1,2],使SCN-选择电极得到了较大的发展.     

基于2-吡啶甲醛肟配体的NiⅡ2ZnⅡ2簇配合物的合成、晶体结构、磁性及光催化性能

在溶剂热条件下,以2-吡啶甲醛肟(HL)为主配体,Zn(OAc)₂·2H2O和NiCl₂·6H₂O为金属盐,合成了一个Ni^Ⅱ₂Zn^Ⅱ₂簇配合物[Ni₂Zn₂(L)₄Cl₂(CH₃O)₂](1),通过元素分析、红外光谱、单晶X射线衍射等对其结构进行了表征。研究了该配合物的磁性及光催化降解染料的性能,结果表明:配合物1属于正交晶系,Pna2₁空间群,其分子中包含2个Ni^Ⅱ离子,2个Zn^Ⅱ离子,4个L^-配体,2个Cl^-离子和2个CH₃O^-离子。磁性研究表明Ni^Ⅱ…Ni^Ⅱ离子间存在弱的反铁磁相互作用。光催化降解染料的研...     

新型类沸石金属-有机骨架材料用于天然气中CO2的分离

研究了在usf型类沸石金属-有机骨架材料(usf-ZMOF)中不同金属离子(Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Al³⁺)对天然气分离(以CO₂/CH₄, CO₂/H₂, CO₂/N₂为研究对象)的不同影响. 结果表明, 此类材料对于3种体系的分离选择性均高于现有材料. 其中性能最好的是Al-usf-ZMOF, 其对CO₂/CH₄, CO₂/N₂和CO₂/H₂的分离选择性分别为290, 1700和16800. 同时, 对于经不同的离子交换后的usf-ZMOF, 吸附选择性随着离子电荷值的增加而增大; 对于同一主族的离子, 选择性随着原子序数的增加而减小. 而上述现象的产生是由阳离子和CO₂间的强静电作用所致.     

Cs2ZnCl4∶Ce3+,Mn2+的合成及其多模发光性能

近年来,低维无铅金属卤化物由于其独特的光学性质、低毒性和优异的环境稳定性等优点受到了广泛关注。采用水热法成功制备Cs₂ZnCl₄∶Ce³⁺、Cs₂ZnCl₄∶Mn²⁺以及Cs₂ZnCl₄∶Ce³⁺,Mn²⁺等微米晶,并利用X射线衍射仪、荧光光谱仪等表征手段对其物相和发光特性进行了系统性研究。研究结果表明,Cs₂ZnCl₄微米晶为正交相零维结构,其发射光谱依赖于掺杂离子的激发波长,例如,Ce³⁺离子掺杂的Cs₂ZnCl₄微米晶在254nm的激发条件下,其发射光谱峰位位于350nm,对应于Ce³⁺离子4f-5d的跃迁;Mn²⁺离子掺杂的Cs₂ZnCl₄微米晶在361nm的激发条件...     

Eu2+在M3La3(BO3)4(M=Ca,Sr,Ba)中的发光性质

本文研究了Eu²⁺离子在M_yAl_xBO_y+3/2(1+x)(M=Ca,Sr,Ba)基质中的发光性质及磷和卤素对发光的影响。 采用以H₂和N₂混合气体为还原气氛在高温下进行固相反应的方法合成了一系列磷光体。发现,在CaAl_xBO_2.5+3/2x基质中,当X在0.5～2的范围内时及在Sr_yAl₂BO_{4 6+}基质中,当y在2～6的范围时掺入的Eu³⁺不能被H₂还原为Eu²⁺。其他Eu²⁺激活的磷光体一般都产生f～d跃迁的宽带发射,发射峰的波长随着基质组成的不同可在400～600nm的区间的变化。     

类水滑石[CdxMg6-xAl2(OH)16]2+[S·2H2O]2-的合成与表征

用中温水热法合成了类水滑石[Cd_xMg_6-xAl₂(OH)₁₆]²⁺[S·2H₂O]^2-,探讨了pH值、投入Cd²⁺离子的量以及硫化时间等条件对合成的影响,并用XRD、FT-IR、DTA-TG等手段进行了表征,找出了合成层间嵌入S^2-离子的含Cd类水滑石的最佳条件。     

电活性铁氰化镍膜电极对稀土钇的电控离子分离

通过电沉积方法分别在镀铂石英晶片和铂基底上制备了电活性铁氰化镍膜,并考察了膜电极在含钇离子溶液中的电控离子交换性能. 在0.1 mol·L^-1的硝酸钇溶液中,使用循环伏安法及石英晶体微天平技术测试考察了铁氰化镍膜对钇离子的置入释放性能及对应的质量变化,同时比较了铁氰化镍膜电极在Y(NO₃)₃和Sr(NO₃)₂溶液中的电化学性能. 在0.1 mol·L^-1 [Y(NO₃)₃ + Sr(NO₃)₂]混合溶液中,通过循环伏安法分析了薄膜对Y³⁺/Sr²⁺离子的选择性. 用扫描电子显微镜观察了铁氰化镍膜的表面形貌,并通过X射线光电子能谱仪测定了膜在氧化和还原状态下的元素组成. 结果表明,铁氰化镍膜在含Y³⁺溶液中具有良好的离子交换行为,其中氧化过程薄膜质量减少,对应着钇离子的释放;还原过程薄膜质量增加,对应钇离子的置入;在0.0 V或0.9 V调控膜电极的氧化还原状态实现对钇离子的有效分离.     

磷酸锡的离子交换性质(Ⅲ)——四十四种金属离子的薄层层析

本文用磷酸锡无机离子交换剂制成薄层板,不另加粘合剂,以DMSOHNO₃为混合溶剂系统对四十四种金属离子的薄层层析行为进行了研究。实验结果表明:在混合溶剂系统中,增加硝酸的浓度,磷酸锡交换剂中的交换基电离度降低,许多金属离子的比移值有所增加;当以DMSO-H₂(1:1)为溶剂,除Hg²⁺,Cd²⁺,Cr³⁺(或Cr⁶⁺和贵金属离子外,其它金属离子的比移位接近于零。故选择适当比例的DMSO-HNO₃和DMSO-H₂O为混合溶剂系统,利用磷酸锡对某些金属离子的选择性,可使许多金属离子相互分离。如:Hg²⁺与Pb²⁺,Cd²⁺与Pb²⁺,Hg²⁺与Hg₂²⁺,Pb²⁺与Zn²⁺,Hg²⁺与As³⁺等的分离是成功的。这些离子对环境保护中微量组分的分离和富集具有一定的使用价值。     

PANI-SnP复合膜电极在镍镉废水中电控离子交换性能

采用滴涂法在铂基底制备了电活性聚苯胺-磷酸锡(PANI-SnP)复合膜电极,考察了该电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液的电控离子交换性能. 用傅立叶变换红外光谱和扫描电镜分析观察复合膜的组成及表面形貌;在0.1 mol·L^-1 Ni(NO₃)₂、Cd(NO₃)₂溶液,通过循环伏安法比较了PANI膜、SnP膜及PANI-SnP复合膜电极的电化学性能,并结合电化学石英晶体微天平技术重点考察了PANI-SnP复合膜的离子交换机制;同时,通过循环伏安法调控复合膜电极的氧化还原电位,结合X射线能谱和X射线光电子能谱分别测定了其氧化和还原状态的元素组成. 结果表明,PANI-SnP复合膜电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液均有良好的氧化还原电活性和可逆离子交换性能,其Cd²⁺离子选择性优于Ni²⁺离子,通过电控离子交换可使Cd²⁺离子从镍镉废水高效分离.     

光照法研究超氧化物歧化酶及其模型化合物与超氧离子的反应动力学

用改进的光照法研究了超氧化物歧化酶及其模型化合物μ-桥基·二(2,6-二乙酰基吡啶)缩二丙二胺合铜(Ⅱ)(桥基为SCN^-,N₃^-,I^-,Br^-,Cl^-,OH^-)与超氧离子的反应动力学,测定了反应速率常数k_Q,结果表明,超氧化物歧化酶的k_Q与脉冲辐解法及黄嘌呤氧化酶法的结果一致。6种配合物中,Cu₂L(SCN)(ClO₄)₃的k_Q最大,Cu₂L(N₃)(ClO₄)₃的最小,并讨论了真k_Q不同的原因。     

高效离子交换色谱法分离和测定氯溴碘

用国产高效离子交换色谱仪及国产阴离子交换树脂研究了分离Cl^-、Br^-、Ⅰ^-的条件,以硝酸钠为洗脱液,在三十五分钟内完全分离了上述三种离子。进行了一些样品的定量测定。用无换向阀的予柱富集测定了去离子水中ppb级的Cl^-。从软硬酸碱理论的观点讨论了Cl^-、Br^-.Ⅰ^-的色谱行为,得出了用结构参数及实验条件估算分配系数的经验式:1gD=0.24φg[B]-1g[B]+0.49φ+0.61。     

含双蒽基团酰胺受体分子的合成及阴离子识别研究

合成了一种新型的带有双蒽基团的酰胺阴离子受体B.用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱以及核磁共振氢谱研究了B与Cl^-,Br^-,I^-及对硝基酚氧阴离子的相互作用.结果表明,B与Cl^-,Br^-,I^-等阴离子无识别作用,而与对硝基酚氧阴离子有较好的选择性识别能力,其络合比为1∶1.利用荧光发射强度和吸光度的变化分别计算出主体B与客体相互作用的络合常数KS分别为(1.24±0.07)×10⁵和(1.27±0.18)×10⁵,并对主体分子B与客体之间的相互作用进行了讨论.     

Anion recognition with porphyrin-bottomed tetraurea receptors

Three tetraurea-appended porphyrin-derived anion receptors were synthesized and were found to efficiently encapsulate various anions with high association constants of up to 1.1×10⁸ L/mol.     

利用汞(Ⅱ)-四(4-三甲铵苯基)卟啉的显色反应间接分光光度法测定微量硫化物

微量硫化物的测定国内外常采用亚甲基蓝法、分子荧光法、电极法、原子吸收分光光度法^[1]和冷原子荧光法^[2]等.汞(Ⅱ)可与四(4-三甲铵苯基)卟啉(简称TAPP)在室温下产生灵敏的显色反应(ε=2。85×10⁵),并允许大量常见阴离子存在^[3],但当S^2-存在时,则极易抑制与其相当量的Hg(Ⅱ)-TAPP配合物的生成,根据这一原理,本文提出了利用,Hg(Ⅱ)-TAPP的显色反应间接分光光度法测定微量硫化物的新方法.     

一种长链烷氧基苯腙衍生物对氟离子的高选择性识别

设计并合成了一种新型长链烷氧基酰腙衍生物1-(2,4-二硝基苯基)-2-(4-(十四烷氧基)亚苄基)肼R,系统研究了受体R对9种阴离子(F^-、Cl^-、Br^-、I^-、HSO^-₄、NO^-₃、ClO^-₄、H₂PO^-₄、Ac^-)的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及裸眼识别性能。 结果表明,该受体在二甲基亚砜(DMSO)体系中对F^-、Ac^-和H₂PO^-₄表现出良好的UV-Vis及裸眼识别能力。 此外,在H₂O/DMSO(体积比1∶9)体系中可对F^-实现单一UV-Vis及裸眼识别,且检出限可达7.02×10^-7 mol/L,同时制备了受体R对阴离子的检测试纸,Job曲线表明受体与阴离子形成1∶1型配合物。 F^-离子的识别机理为“氢键型”响应识别现象。     

基于萘酰亚胺-苯并咪唑鎓的荧光传感器对H2PO-4的高选择性识别

设计合成了基于萘酰亚胺-咪唑鎓的受体分子1和2,通过荧光发射光谱研究了受体分子1和2对阴离子F^-、Cl^-、Br^-、I^-、AcO^-、HSO^-₄、H₂PO^-₄、NO^-₃、ClO^-₄的识别性能。 研究发现,在受体分子1和2的乙腈溶液(5.0×10^-6 mol/L)中加入10倍化学计量的H₂PO^-₄时,受体分子1的荧光猝灭率高达98%,受体分子2的荧光猝灭率仅为24%。 表明具有多重识别位点的受体分子1在构型上与H₂PO^-₄更匹配,可作为H₂PO^-₄的荧光关闭型(turn-off)探针。 受体分子1与H₂PO^-₄的结合比为1∶1,结合常数为(1.25±0.11)×10⁵ L/mol,检出限为6.90×10^-6 mol/L。     

沉淀基离子选择电极对干扰离子的动力学响应研究

用活度阶梯法研究了AgI,AgBr,CuS,PbS和CdS电极对干扰离子的动力学响应.溶液中含一定浓度主要离子时上述电极对某些干扰离子响应非单一突跃型瞬时信号;溶液中不含主要离子时,除了AgBr电极响应Cl^-外,其它都响应单一瞬时信号.离子交换产物的溶解度越小,离子的水合焓差越小,瞬时信号峰高度越大.离子水合焓差对瞬时信号峰高度的影响说明,试液高速喷向电极表面时由于扩散层厚度很薄,电极对干扰离子响应瞬时信号的峰电位不决定于离子扩散速度,而决定于离子交换速度.除CuS电极外,根据其它电极非单一突跃型瞬时信号所测定的平衡电位选择性系数K_xy^e与相应化合物溶度积比值是一致的.     

Novel Receptor for the Rapid Reaction and Colorimetric Detection of HSO3- in Aqueous Solutions

A novel high-yield Schiff base was designed and synthesized as an anion receptor that specifically select HSO₃^- anions in aqueous solutions of H₂O/DMSO(15:85, volume ratio), which can be detected via colorimetry under direct visualization. The sensor exhibited different results for other anions, such as F^-, Cl^-, Br^-, I^-, H₂PO₄^-, AcO^-, HSO₄^- and ClO₄^-. The changes in the UV-Vis spectra also show the specific recognition of HSO₃^-, rather than similar anions H₂PO₄^- and HSO₄^- in the same aqueous solution. The detection limit of HSO₃^- was 1×10^-6 mol/L.     

In situ[2 + 3] cycloaddition synthesis,crystal structures,strong SHG responses and fluorescence properties of three novel Zn coordination polymers

We report on the synthesis of two acentric and one centrosymmetric Zn metal-organic complexes with 3-tetrazolenethyl pyridine spacers obtained in situ by hydrothermal routes.X-ray diffraction structural analysis reveals that they have the same equivalent nodes but with dissimilar topologies.The two acentric frameworks[Zn(Tzmp)Cl]n(1)and([Zn(Tzmp)Br]n(2),HTzmp=3-tetrazolemethyl pyridine)are isomorphism which exhibit an acentric 3D framework with(10,3)-b net called"ths",while the centro symmetric complex([Zn(Tzmp)N3]n(3))features a distinctive 2D sheet with Shubnikov hexagonal plane net.Photo-luminescent studies suggest the ligand-field strength of coordinated negative ions(Cl^->Br^->N3^-)has ordered adjusting effects on the emission redshift.The second harmonic generation(SHG)measurement shows that compounds 1 and 2 are nonlinear optically active,with SHG responses being 2/3 and half of the standard potassium dihvdrogen phosphate(KDP),respectively.