共存牺牲剂对染料敏化TiO_2纳米晶体系电子传输的影响

采用卟啉染料敏化TiO2纳米晶在可见光条件下(λ390 nm)进行水分解制氢.考察了不同牺牲剂———甲醇(MeOH)、三乙醇胺(TEOA)及其混合物对体系析氢效率的影响.通过荧光猝灭及光电化学性能分析发现,激发态染料与TiO2之间的电子转移极大地受到添加的牺牲剂的影响,而体系的pH值对其影响不大.     

一例水溶液中识别铜离子的染料探针

通过罗丹明B与乙二胺反应生成的中间体合成了一例可以对铜离子进行比色检测的探针R-Cu.R-Cu可以实现对在HEPES(5 mmol/L;pH 7.4)溶液中Cu2+的比色可视化识别,加入Cu2+后,R-Cu的吸收明显增强,呈现出罗丹明B的紫红色.探针对Cu2+具有较高的选择性和灵敏性,对其他常见的金属离子具有较强的抗干扰能力.该探针可以在较宽的特别是近中性pH环境下有效检测Cu2+,最低检出限为2.70×10?7 mol/L.     

非平衡溶剂化新理论在有机染料电子光谱中的应用

总结了非平衡溶剂化新理论和在量子化学软件Q-Chem中基于含时密度泛函理论(TD-DFT)实现溶剂效应下计算电子吸收和发射光谱的数值解方法.采用该方法计算了染料敏化太阳能电池(DSSCs)中三苯胺型有机染料■在真空和乙腈溶剂中的电子结构与光谱性质,研究发现,π共轭桥上碳碳双键的个数和溶剂效应会促进光电转换.     

酰胺连接的共价有机骨架的制备及其在水中高效光催化性能

光催化是将太阳能转换为化学能的绿色可持续发展途径,有望解决日益严重的能源危机和环境污染问题.在光催化过程中,半导体材料作为光催化剂,负责可见光的捕获、光生载流子的生成和传输以及氧化还原反应,在整个光催化系统中起着决定性的作用.共价有机骨架材料(COFs)是一类新兴的半导体光催化剂,已被证明在可见光诱导的水分解、二氧化碳还原、有机转化反应和水中污染物降解方面具有应用前景.然而,大部分COFs是通过可逆反应构筑的,在水中及苛刻条件下的稳定性差.因此,提升基于COFs的光催化剂在水相中的光催化活性和循环稳定性仍然面临巨大挑战.本文提出了一种新策略,即通过实现多重协同效应,设计和开发2D-COFs作为在水中的高效非均相光催化剂.通过后合成策略将亚胺键连接的2D-COFs氧化,制备了两种具有丰富三嗪结构单元的以酰胺键连接的2D-COFs(命名为COF-JLU18和COF-JLU19).结果表明,COF-JLU18和COF-JLU19具有高比表面积和孔体积,其比表面积分别为1156和541 m2/g;COF-JLU19具有比相似拓扑结构的亚胺COF-JLU17更好的水蒸气吸附性能.此外,COF-JLU19表现出了极高的化学稳定性,在水中、盐酸和氢氧化钠溶液中浸泡两天,其结构和结晶性均没有发生明显变化.由此可见,酰胺键不仅可以增加材料骨架的亲水性,还能够提高COFs对水的稳定性.本文制备的酰胺键连接的COF-JLU19材料,在光降解罗丹明B水溶液(RhB)反应中可以获得高达0.69 min?1的光降解速率常数,活性明显优于其他光催化剂,如C3N4等.COF-JLU19具有较好的催化活性主要归因于以下两方面:一方面,良好的亲水性和固有孔隙率之间的协同效应可以增强COFs在水中对染料的吸附能力,使其光催化活性得到有效提升;另一方面,高的结晶度和优秀的稳定性使酰胺键连接的COFs在多相光催化中实现稳定循环利用.为了扩展COFs的应用前景,本文还制备了一种基于酰胺键连接COFs的静电纺丝膜,在以太阳光为光源的光降解罗丹明B水溶液实验中表现出较高的光催化活性和重复使用性.综上,本文提出的多重协同效应为基于COFs的高效光催化剂的设计提供了一种有效策略.     

凝胶色谱/超高效液相色谱-串联质谱法测定饲料中16种脂溶性染料的研究

应用凝胶色谱/超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱建立了饲料中16种脂溶性染料测定的新方法。样品经20 m L乙酸乙酯-环己烷(1∶1)提取,凝胶色谱系统净化后,以0.1%甲酸溶液-甲醇为流动相进行梯度洗脱,各脂溶性染料经C18柱得到良好分离。16种染料在2~100μg/L范围内线性关系良好,相关系数(r2)不小于0.99。其检出限为25μg/kg,定量下限为50μg/kg。饲料样品在低、中、高3个加标浓度下,16种脂溶性染料的回收率为66.4%~108.5%,结果表明方法适用于饲料中16种脂溶性染料的检测。该方法操作简单、准确、杂质干扰少。     

新型硼-二吡咯亚甲基染料衍生物的合成及其光学性质

以无水乙醇为溶剂,1-硝基环己烯与异氰基乙酸乙酯在K2CO3催化下经Barton-Zard反应制得2-乙氧羰基-3,4-四亚甲基吡咯(3);用过量氢化铝锂高温还原3得2-甲基-3,4-四亚甲基吡咯(4);通过"一瓶三步骤"合成法,4与4-羟基-3-硝基苯甲醛在三氟乙酸催化下经缩合反应后,用2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌氧化并依次用NEt3和BF3·OEt2处理合成了一种新型的含稠合外环的中位取代4-羟基-3-硝基苯基亚单元的BDP类染料衍生物(7),其结构经1H NMR和元素分析表征。光学性质研究结果表明,7在氯仿中的最大吸收峰位于525 nm,496 nm和390 nm;7的吸收光谱特征与溶液pH无关,但其发射光谱在强极性溶剂中表现出较强的碱性依赖性,可作为碱性条件下的pH荧光探针;7与OH-以1∶1结合的结合常数Ks为1 579 L·mol-1,酸度常数pKa约为10.80。     

纳米复合材料CdS/TiO2制备与不同模式光催化降解多种染料

采用化学水浴沉淀法再结合溶胶-凝胶和程序升温溶剂热两步法制备了一系列不同比例的CdS/TiO2。通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis/DRS等手段对所合成纳米复合材料的组成、结构和形貌等进行了表征。结果表明,该系列CdS/TiO2为锐钛矿TiO2和六方相CdS的混合晶相,其在可见光有较强吸收,并且随着复合材料中TiO2比例的增加,BET值明显增大。另外,所合成CdS/TiO2呈圆球形,颗粒比较均匀。紫外光催化降解甲基橙的实验结果表明,摩尔比为1:4的CdS/TiO2的活性明显高于CdS、P25以及其它不     

选择性合成不同形貌的Sb2S3纳米结构应用于高性能的染料敏化太阳能电池（英文）

近几十年来,随着全球变暖和能源危机的日益严重,对取之不尽、用之不竭的清洁能源技术的需求越来越迫切.1991年Gratzel首次报道了染料敏化太阳能电池(DSSCs),它以低廉的价格、优异的理论功率转换效率(PCE)、环保、多色透明等优点而引起了研究者的关注.Sb2S3因其1.5-2.2 eV的间隙宽度被认为是最有前途的对电极材料之一.此外,Sb2S3是地球中含量丰富的无毒锑矿物的主要成分,还被广泛应用于太阳能转换材料、催化剂、光导探测器等领域.众所周知,石墨烯具有巨大的比表面积、显著的载流子迁移率和优异的热/化学稳定性,这使得提高电子转移效率和电催化活性成为可能.首先,采用改进的Hummers方法制备了氧化石墨烯纳米片;然后采用水热法通过改变Sb源以及实验pH值,合成了Sb2S3和Sb2S3@RGO样品.对样品进行X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)以及比表面积表征.结果表明,在Sb源不变的情况下,Sb2S3样品的形貌随pH值的变化而变化.以三乙酸锑为Sb源,在pH=3时,Sb2S3的形貌类似于一个完整的纳米棒结构;在pH值为6时,样品为不规则球体;当pH值为8时,纳米片结构开始出现;但当p H=10时,纳米片结构并不均匀.根据XRD分析,只有当pH值为3时,样品的衍射峰才与标准卡(JCPDS42-1393)的衍射峰一致.当以氯化锑作为锑源,样品的形貌由不规则的杆状(pH=3)转变为纳米球(pH=6),然后出现纳米片结构(pH=8).不同的是,当p H值为10时,纳米薄片形成均一的花状结构.XRD结果表明,除pH值为3外,样品的衍射峰与标准卡(JCPDS42-1393)的值吻合较好.结果表明,合成条件所需的Sb源和碱性环境是合成具有均匀花状结构的纳米片状Sb2S3所必不可少的.测得Sb2S3的比表面积约为41.72 m^2g^-1,平均孔径为31.08nm,Sb2S3@RGO的分别为44.53 m^2g^-1和22.65 nm.Sb2S3和Sb2S3@RGO复合材料均具有介孔结构,为内部电催化剂提供了广阔的通道,从而提高了对电极的催化能力,促进了电化学反应.将Sb2S3纳米花球和Sb2S3@RGO纳米薄片作为染料敏化太阳能电池的对电极进行了测试,由于石墨烯的引入,后者比前者具有更好的电催化性能.电化学实验结果表明,与Sb2S3,RGO,Pt作为对电极相比,制备的Sb2S3@RGO纳米薄片具有更好的催化活性、电荷转移能力和电化学稳定性,Sb2S3@RGO的功率转换效率达到8.17%,优于标准Pt对电极(7.75%).     

一种天线分子与卟啉染料自组装在染料敏化太阳能电池中的应用

以卟啉分子H2-pTCPP作为基础染料,通过配位自组装的方法将天线分子S3修饰到染料结构中。结果表明经天线分子修饰后染料敏化太阳能电池器件的整体性能得到了极大的改善。天线效应有效地提高了器件的光子捕获能力,光电流得到了显著的提高,并且电荷复合行为也得到了明显的抑制。基于H2-pTCPP的电池器件显示了1.18%的转换效率,而经过天线分子修饰后的Mn-pTCPP+S3显示了2.64%的转换效率,性能提高了1.2倍。     

纳米色料的制备及应用

纳米色料是一类可以结合颜料和染料两者优点的新型色料,除了在传统的着色领域具有独特优势外,在光电高新技术领域也具有广阔的应用前景。本文综述了国内外有机纳米色料在制备和应用上的最新研究进展,归纳出几种有代表性的制备有机纳米色料以及有机色料/无机物杂合纳米色料的最新研究方法。着重论述了细乳液聚合法制备纳米色料,对各种制备方法作出比较评价,并结合研究现状对纳米色料在光电领域的应用提出了一些设想。