A Diffusion‐‐Reaction Competition Mechanism to Tailor Lithium Deposition for Lithium‐Metal Batteries

Lithium metal is recognized as one of the most promising anode materials owing to its ultrahigh theoretical specific capacity and low electrochemical potential. Nonetheless, dendritic Li growth has dramatically hindered the practical applications of Li metal anodes. Realizing spherical Li deposition is an effective approach to avoid Li dendrite growth, but the mechanism of spherical deposition is unknown. Herein, a diffusion‐reaction competition mechanism is proposed to reveal the rationale of different Li deposition morphologies. By controlling the rate‐determining step (diffusion or reaction) of Li deposition, various Li deposition scenarios are realized, in which the diffusion‐controlled process tends to lead to dendritic Li deposition while the reaction‐controlled process leads to spherical Li deposition. This study sheds fresh light on the dendrite‐free Li metal anode and guides to achieve safe batteries to benefit future wireless and fossil‐fuel‐free world.     

A Conjugated Copolymer Bearing Imidazolium-based Ionic Liquid:Electrochemical Synthesis and Electrochromic Properties

An imidazolium-based ionic liquid(IL) modified triphenylamine derivative,namely 1-(4-((4-(diphenylamino)benzoyl) oxy)butyl)-3-methyl imidazole tetrafluoroborate(TPAC_6 IL-BF_4),was designed and synthesized,and further applied with 3,4-ethylene dioxythiophene(EDOT)to prepare conjugated copolymer P(EDOT:TPAC_6 IL-BF_4) via electrochemical polymerization.The cyclic voltammetry curves show that the copolymer P(EDOT:TPAC_6 IL-BF_4) possesses two pairs of redox peaks,which should be ascribed to the redox behaviors of EDOT and triphenylamine.The ultraviolet-visible(UV-Vis) absorption spectrum of P(EDOT:TPAC_6 IL-BF_4) exhibits one maximum absorption peak at 580 nm and a small shoulder characteristic peak at 385 nm under neutral state which are assigned to π-π~* conjugated structure of EDOT and triphenylamine.After being applied at the positive voltage,the copolymer color changes from dark blue to light blue,which is close to the color of poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT).Surprisingly,the copolymer P(EDOT:TPAC_6 IL-BF_4) shows shorter switching time of 0.37 s,0.30 s at 580 nm and 0.38 s,0.45 s at 1100 nm compared with PEDOT.It is more intriguing that the copolymer P(EDOT:TPAC_6 IL-BF_4) exhibits electrochromism even in free supporting electrolyte.The results confirm that the existence of imidazolium-based ionic liquid has an improvement on the ion diffusion properties and the switching time of conjugated polymer,which may provide a potential direction for the preparation of high-performance electrochromic materials.     

超声辅助快速合成4H-吡喃衍生物

采用浸渍法制备水滑石（LDH）负载路易斯酸催化剂,并通过傅里叶红外（FT-IR）、热重分析（TG）和扫描电子显微镜（SEM）对其结构进行分析。以芳香醛、丙二腈及苯甲酰乙腈为原料,LDH负载路易斯酸为催化剂,超声辅助快速合成4H-吡喃衍生物。采用单因素法研究了催化剂、溶剂、超声时间、原料摩尔比、催化剂用量、催化剂循环等对产率的影响。结果表明:超声辅助下,LDH/ZnCl₂催化5 min即可合成4H-吡喃衍生物(4a~4i),产率82.8%~98.2%;扩大原料用量至克级,4a产率94.6%,且催化剂循环5次仍保持较高的催化性能。      

可控液体输运制备取向聚合物薄膜:面向性能增强的发光二极管

提出了一种由锥形纤维阵列引导的定向液体输运的简单策略, 实现了对聚二芳基芴(PODPF)的有序 排列. 通过热退火处理(～240 ℃), PODPF由无定形相转变为β相态, 制备的PODPF薄膜具有一定的取向性 并且结晶尺寸更大. 在去浸润过程中, 锥形纤维阵列能够精确控制三相接触线的后退, 从而使得共轭高分子在产生的定向应力作用下定向排列. 基于此制备了聚合物发光二极管(PLEDs)器件, 与由旋涂膜制备的器件相比具有更高的电流效率(1.53 cd/A)和更稳定的电致发光. 表明利用锥形纤维阵列可以制备高性能的有机发光 二极管.     

碳纤维微电极负载金纳米粒子用于绿茶中儿茶素的检测

本文开发了基于纳米金修饰的碳纤维超微电极(CFME)用于儿茶素的定量检测。通过使用柠檬酸三钠还原氯金酸制得纳米金粒子(AuNPs),采用恒电位电沉积法将纳米金修饰在CFME表面。在pH 2.00的Tris-HCl缓冲溶液中,采用差分脉冲法和循环伏安法考察了修饰前后电极对儿茶素的电催化性能。结果表明,纳米金修饰电极对儿茶素具有明显的电催化效果。在优化实验条件下,纳米金修饰的碳纤维超微电极(AuNPs/CFME)与儿茶素浓度在1.00×10^-3~10.0μmol/L范围内呈良好的线性关系,且AuNPs/CFME的电化学性能非常稳定,具有良好的重现性。该方法操作简单,准确性高,可用于对儿茶素进行定量检测。     

富缺陷BN负载的高分散Cu催化乙醇脱氢制乙醛

生物乙醇作为平台分子通过催化转化的方法可以制备烯烃、乙醛、丁醇和芳香化学品等,其中乙醛是生产乙酸、季戊四醇、三氯乙醛、山梨酸等重要化学品的原料.随着乙醛的需求量逐年增加,发展以乙醇直接脱氢生成乙醛的工艺,具有联产氢气、原子经济性高、产物易分离的优点,符合国际绿色低碳发展战略要求,有望替代当前乙烯氧化法生产工艺.乙醇分子...     

基于3-羧基-5-氨基-1，2，4-三唑的Cd（Ⅱ）配合物的合成、晶体结构及催化性能

三唑类含能配合物在含能材料领域受到广泛关注。利用溶液法合成了一例含能配合物[Cd （Hatzc）₂（H₂O）]（LH1）,其中H₂atzc=3-羧基-5-氨基-1,2,4-三唑,并用X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱等手段进行表征。单晶结构分析结果表明LH1属于单斜晶系,空间群为P2₁/n,呈一维链状结构,通过氢键相互作用形成三维超分子结构。LH1的爆速（D=10.4 km·s^-1）、爆压（p=55.2 GPa）、爆轰能量（16.51 kJ·g^-1）和密度（2.363 g·cm^-3）均优于大多数含能配合物。撞击感度（>40 J）和摩擦感度（>360 N）表明LH1对撞击和摩擦的敏感性较低。高氯酸铵（AP）的催化热分解结果表明,在LH1的催化作用下,AP的高温分解峰提前38℃,释放的热量在较短的时间增加0.46 kJ·g^-1,说明LH1对AP热分解具有良好的催化效果。     

g-C3N4/Ag/TiO2复合材料的构筑及其光催化性能（英文）

以合成的g-C3N4纳米片和Ag/TiO2空心微球为原料,采用机械搅拌的方法构筑了g-C3N4/Ag/TiO2三元复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)对g-C3N4/Ag/TiO2进行了表征。研究表明,g-C3N4/Ag/TiO2是由Ag/TiO2微球和g-C3N4纳米片复合而成的。与TiO2相比,其可见光响应范围延长,光生载流子的分离速率加快。在室温下,用降解罗丹明B的反应考察了g-C3N4/Ag/TiO2的可见光催化活性。研究表明,光照180 min时,g-C3N4(0.5%)/Ag/TiO2显示了最高的光催化活性(91.9%),分别是TiO2和Ag/TiO2的7.5和1.8倍。光催化活性的提高与合理的异质结构建和Ag的导电性能有关。     

Electrochemical aptamer sensor for highly sensitive detection of mercury ion with Au/Pt@carbon nanofiber‐modified electrode

In this paper, an electrochemical aptamer sensor was proposed for the highly sensitive detection of mercury ion (Hg²⁺). Carbon nanofiber (CNF) was prepared by electrospinning and high‐temperature carbonization, which was used for the loading of platinum nanoparticles (PtNPs) by the hydrothermal method. The Pt@CNF nanocomposite was modified on the surface of carbon ionic liquid electrode (CILE) to obtain Pt@CNF/CILE, which was further decorated by gold nanoparticles (AuNPs) through electrodeposition to get Au/Pt@CNF/CILE. Self‐assembling of the thiol‐based aptamer was further realized by the formation of Au‐S bond to get an electrochemical aptamer sensor (Aptamer/Au/Pt@CNF/CILE). Due to the specific binding of aptamer probe to Hg²⁺ with the formation of T‐Hg²⁺‐T structure, a highly sensitive quantitative detection of Hg²⁺ could be achieved by recording the changes of current signal after reacting with Hg²⁺ within the concentration range from 1.0 × 10^?15 mol/L to 1.0 × 10^?6 mol/L and the detection limit of 3.33 × 10^?16 mol/L (3σ). Real water samples were successfully analyzed by this method.     

水分子在均三嗪基g-C3N4上的吸附

气体分子与光催化剂之间的相互作用对于光催化反应的触发非常重要.对于TiO2,ZnO和WO3等传统金属氧化物光催化剂上的水分解反应而言,已有许多报道研究了水分子在它们表面的吸附行为.结果表明,水分子与催化剂表面的原子形成了O-H…O氢键.石墨相氮化碳(g-C3N4)是一种具有可见光响应且化学性质稳定的光催化剂,对其进行修饰以增强其分解水产氢性能的研究非常多.本文通过密度泛函理论计算,全面研究了水分子在均三嗪(s-triazine)基g-C3N4上的吸附情况.首先构建了一系列初始吸附模型,考察了各种吸附位和水分子的朝向.通过比较分析计算得到的吸附能,确定了一种最优的吸附构型,即水分子以竖直的朝向吸附于褶皱的单层g-C3N4表面.水分子中的一个极性O-H键与g-C3N4中一个二配位富电子的氮原子结合形成了分子间的O-H…N氢键.其中,H原子与N原子的间距为1.92?,O-H键的键长由0.976?增至0.994?.进一步通过计算Mulliken电荷,态密度和静电势曲线分析了该吸附体系的电子性质.结果发现在分子间氢键的桥接作用下,g-C3N4上的电子转移至水分子,由此导致g-C3N4的费米能级降低,功函数由4.21 eV增至5.30 eV.在该吸附模型的基础上,考查了不同的吸附距离.当水分子与g-C3N4的间距设为1至4?时,几何优化后总是能得到相同的吸附构型,吸附能和氢键长度也十分相近.随后,通过改变吸附基底g-C3N4的大小和形状,验证了这种吸附构型具有很强的重复性.将2′2单层g-C3N4吸附基底替换为2′2多层g-C3N4(2至5层),3′3和4′4单层g-C3N4,以及具有不同管径的单壁g-C3N4纳米管后,水分子的吸附能随着体系原子数的增多而增大,但吸附模型的几何结构和电子性质基本不变,包括O-H…N氢键的形成和键长,以及电子转移和增大的功函数.另外还研究了非金属元素(P,O,S,Se,F,Cl和Br)掺杂对吸附能的影响.构建模型时,杂质原子以取代二配位氮原子的方式进行掺杂,水分子放置于杂质原子上方.结果显示,引入杂质原子后水分子的吸附能增大,在理论上从吸附的角度解释了元素掺杂增强g-C3N4分解水活性.总之,本文揭示了一种在分子间氢键的作用下,具有高取向性的水分子吸附的g-C3N4构型,这有助于g-C3N4基光催化剂上水分解过程的理解和优化设计.