Thermoelectric Performances of Free-Standing Polythiophene and Poly（3-Methylthiophene） Nanofilms

Thermoelectric performances of free-standing polythiophene （PT） and poly（3-methylthiophene） （PMeT） nanofilms with high tensile strength electrosynthesized from boron trifluoride diethyl etherate （BFEE） are systematically investigated. They display decent electric conductivity （47 and 73S.cm^-1）, high Seebeck coefficient （130 and 76μV.K^-1） and low thermal conductivity （0.17 and 0.15 W.m^-1.K^-1） at room temperature. Their figure of merit can reach 3.0 × 10^-2 at 250K, higher than that of many other conducting polymers. The decrease of charge carrier concentration resulting from volatile and water-sensitive dopants from BFEE leads to the decrease of electrical conductivity but a substantial increase of the Seebeck coet~cient, making their figure-of-merit values maintained at more than 10-2 even after prolonged storage （two months）. Moreover, free-standing PT and PMeT exhibit much better thermoelectric performances than those in pressed pellets due to the good arrangement of the polymer chains and preferably oriented structure in films. It therefore provides a way to improve the thermo- electric performances of conducting polymers by controlling regularity of the extended conjugated chain structure and/or the chain packing to achieve high charge mobility.     

邻二取代苯电化学氧化聚合的实验及理论计算研究

用电化学阳极氧化方法尝试了一系列邻二取代苯衍生物的聚合反应,结果表明在三氟化硼乙醚(BFEE)溶液中邻苯二酚(oHDB)、邻二甲氧基苯(oDMOB)、1-羟基-2-甲氧基苯(HMOB)能够电化学聚合并获得聚合物,而其它邻二取代苯单体无法用此方法获得聚合物.NMR分析和理论研究证明oHDB、oDMOB、HMOB的聚合位点发生在(C4,C5)位.用密度泛函理论对单体进行分子轨道和负电荷密度分析,表明邻二取代苯单体进行电化学氧化聚合并获得聚合物满足至少两个条件,即聚合位点HOMO-LUMO满足轨道对称性匹配且能隙最小;负电荷密度绝对值高于某一临界值(估计为|0.09|).     

一种新光致变色二芳基乙烯化合物的合成、光致变色反应动力学、荧光和结构研究

The photochromic diarylethene, 1,2-bis[2-methyl-5-（3-trifluoromethylphenyl）-3-thienyl]perfluorocyclopentene （BMTTP）, was synthesized and its photochromic kinetics, fluorescence and X-ray structure were investigated. This compound underwent a photochromic reaction both in solution and the single crystalline phase. Its cyclization/cycloreversion process was determined to be zeroth/first order reaction, respectively, and this is the first report on the cyclization/cycloreversion reaction order. In addition, its fluorescence property was also discussed.     

铂颗粒粒径效应:负载铂纳米颗粒的TiO2薄膜性质研究

制备了负载不同大小Pt纳米颗粒的TiO薄膜。利用TEM测定了Pt粒子的大小,XRD,UV—Vis和测量光电流等方法对TiO2复合膜进行了表征,以亚甲基蓝降解反应评价了Pt／TiO2薄膜的光催化活性。结果表明,在负载相同物质的量的Pt情况下,Pt颗粒的大小直接影响TiO2薄膜的性能,显示较强的粒径效应,当负载平均粒径约5nm的Pt粒子后,薄膜具有最高的光电流和光催化活性。     

导电聚合物/贵金属复合材料应用于C1小分子电催化氧化

低温燃料电池作为一种新型的能源装置,具有能量转换效率高、工作温度低、无污染、液体燃料处理简单、启动迅速等诸多优点,已成为世界各国竞相研究的热点。有机小分子的高效电催化氧化直接关系到低温燃料电池的发展和应用。低温燃料电池的电极材料主要是碳/贵金属复合材料,碳载体易导致贵金属粒子团聚、且易发生电氧化腐蚀等缺点降低了贵金属的利用率和电池的使用寿命。导电聚合物具有高的抗腐蚀性、高的表面积、低电阻和高稳定性得到很大关注。本文综述了近年来国内外导电聚合物/金属复合电极材料在燃料电池中的研究进展。     

利用DNA折纸术构建功能纳米材料

DNA折纸术(DNA origami)作为一种精确高效的自组装技术,自2006年Rothemund发明以来在生物医药、高灵敏度检测、纳米光电子器件、等离子体光子学等领域展现出巨大的应用潜力,近年来受到广大研究者的高度关注。 利用DNA折纸术构建纳米材料是以DNA origami结构为载体,通过碱基互补配对的原则及三维结构上可程序化设计和可寻址的特点精确地组装很多功能基团如金属及半导体纳米颗粒,蛋白质和单壁碳纳米管等,并应用于研究无标记的RNA杂交检测、单分子的化学反应、检测间距对多价态的配位体-蛋白质之间键合的影响等。本文对近几年来DNA origami构建功能纳米材料的研究进展加以系统综述,并对DNA origami的发展方向和应用前景进行了展望。     

聚吲哚及其衍生物的荧光光谱

在三氟化硼乙醚及其混合电解质中,吲哚及其衍生物阳极氧化可以获得高质量的聚吲哚及其衍生物膜:聚吲哚、聚(5-甲基吲哚)、聚(5-硝基吲哚)、聚(5-氰基吲哚)、聚(5-溴吲哚).它们可溶于DMSO和THF中.聚吲哚及其衍生物具有良好的荧光性质;单体的发射光谱与取代基有关,而聚合物的发射光谱几乎不受取代基的影响.电子离域程度增大,使得聚合物的激发和发射光谱红移,宽的分子量分布则会使聚合物的激发和发射光谱变宽.     

9,10-二氢化菲在三氟化硼乙醚-浓硫酸混酸中的电化学聚合

在三氟化硼乙醚(BFEE)-浓硫酸混合电解质体系中直接氧化9,10-二氢化菲获得了高质量聚(9,10-二氢化菲)膜, 其电导率为3.8×10－1 S/cm. 9,10-二氢化菲在BFEE＋10%浓硫酸体系中的起始氧化电位为0.93 V vs. SCE, 远低于其在乙腈＋0.1 mol/L Bu4NBF4溶液中的起始氧化电位(1.75 V vs. SCE). 在BFEE＋10%浓硫酸体系中获得的聚(9,10-二氢化菲)膜具有良好的电化学性质. 聚合物部分溶于二甲基亚砜、四氢呋喃、氯仿等极性溶剂. FT-IR和量化计算表明聚合反应主要发生在2, 7位或者3, 6位. 荧光光谱和热重分析表明聚合物是一种良好的蓝色荧光材料且具有良好的热稳定性.     

Electrosynthesis,characterization and optical sensing application of amino acid functionalized polyfluorene

An amino acid side chain functionalized polyfluorene derivative poly[N-(9-fluorenylmethoxycarbonyl)-glycine](P9FG) was facilely electrosynthesized and characterized, and the structure, properties and optical sensing application of the obtained polymer were described and discussed. The electropolymerization occurred at C2 and C7 positions of fluorene units, and amino acid side chain groups were not cleaved from polyfluorene backbone in mixed electrolytes of boron trifluoride diethyl etherate and dichloromethane. Thermal analysis demonstrated good thermal stability of P9 FG. Fluorescent spectra indicated that P9 FG was a good blue light emitting material that could be employed as optical sensors. The soluble P9 FG as a turn-off fluorescent sensor could realize the detection of Fe3+, Cu2+ and Cr2O72?, respectively. In addition, P9 FG as a turn-off ultraviolet sensor could realize the detection of Cu2+ while as turn-on ultraviolet sensors could also realize the determination of Fe3+ and Cr2O72?, respectively. All results indicate that P9 FG is a promising candidate for optical sensing.     

乙酸/三氟化硼乙醚混合电解质中咔唑的电化学聚合

在新型混合电解质——乙酸含体积比26%的三氟化硼乙醚和5%的分子量为400的聚乙二醇中直接氧化咔唑制得高质量的聚咔唑膜,导电率为10-2 S·cm-1。在该体系中,咔唑的起始氧化电位相对于饱和甘汞电极只有0.89 V,远低于在含0.1 mol·L-1四氟化硼四丁基铵的乙腈溶液中的1.36V（相对于饱和甘汞电极）。从该体系中获得的聚咔唑膜具有良好的电化学性质和热稳定性,可以部分溶于二甲基亚砜、四氢呋喃等强极性溶剂。荧光光谱表明该体系中获得的聚咔唑膜是一种良好的蓝光发射材料。红外、核磁波谱和理论量子化学计算结果表明,咔唑的电化学聚合主要发生在3,6位。据我们所知,这是利用乙酸三氟化硼乙醚混合电解质进行电化学聚合的首次报道。