单体摩尔比对共聚物电化学及电致变色性质的影响

通过电化学聚合法制备了3, 6-(二噻吩基)-9-(二茂铁甲酸己酯基)-咔唑(BTC-H-Fc)与3, 4-乙烯二氧噻吩(EDOT)不同摩尔比下的共聚物,并运用电化学、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱及光谱电化学对其结构与性能进行了表征。研究结果表明所得共聚物均能显示良好的电化学特性,光谱电化学测试结果表明,当摩尔浓度比为1时, P(BTC-H-Fc:EDOT)-1中性态下表现浅绿色,且随着施加电压增加转变为绿色和紫色; P(BTC-H-Fc:EDOT)-4则显示了最丰富的颜色,可在中性态的红褐色、棕黄色、绿色、蓝色和紫色五种颜色之间可逆变换;当摩尔比继续增加时, P(BTC-H-Fc:EDOT)-8可以显示红褐色、灰黑色、蓝绿色和天空蓝四种颜色。另外,三种摩尔比的聚合物薄膜还具有不错的光学对比度,转换响应时间及着色效率,该性能为其在电致变色器件的应用提供了潜力。     

石墨烯负载新型π-共轭聚合物纳米复合电极材料的合成及其超级电容特性

采用γ射线辐照还原技术获得易分散石墨烯(GNS),并以其为载体,以樟脑磺酸为掺杂剂和软模板,借助化学氧化聚合方法制备出分级孔结构的石墨烯负载聚(1, 5-二氨基蒽醌)(GNS@PDAA)纳米复合材料。运用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)、能谱仪(EDS)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和电化学测试等手段研究了不同GNS/DAA质量比对GNS@PDAA复合材料的形貌、结构及超级电容特性的影响。研究表明,当DAA/GNS质量比为6/1时,借助π-π堆叠和网络限域作用, PDAA以20-40 nm纳米颗粒的形式牢固沉积于石墨烯表面,材料内部存在大量10-30 nm尺寸的介孔。该GNS@PDAA复合材料在0.5 A·g^-1时呈现最高的比电容(398.7 F·g^-1),优异的倍率特性(在50 A·g^-1下比电容保持率为71%)和非常好的循环性能(20000次循环后比电容损失仅为8.3%)。进而证实了GNS@PDAA复合材料所组装的超级电容器具有优异的串并联特性。     

P2型钠离子电池正极材料Na0.66Mn0.675Ni0.1625Co0.1625O2的表面重构及其演变的电子显微表征

采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线能谱(EDS)等分析手段表征了高温固相法合成的Na_0.66Mn_0.675Ni_0.1625Co_0.1625O₂钠离子过渡金属氧化物正极材料。X射线衍射(XRD)结果表明该材料为结晶性良好的P2型钠离子层状氧化物(P6₃/mmc)。原子尺度的结构与成分分析显示材料表面存在宽度约为1-2 nm的表面重构层,重构区域内存在大量晶格畸变与反位缺陷,并伴有一定程度的成分偏析——表面富钴(Co)、缺镍(Ni)。进一步研究表明这些表面重构区域在时效过程中会发生明显的“退化”,即初始表面重构层宽度会进一步扩展至5-10 nm,部分区域钠离子耗尽,由层状结构转变为尖晶石(Spinel,Fd3m)与岩盐相(rocksalt,Fm3m)共存的结构。     

基于苯并噻唑的新型双硼桥联梯形共轭骨架的合成、结构及其性质

设计合成了一个新型双硼桥联梯形分子.该有机分子拥有一个拓展的π共轭骨架结构.通过真空升华方法,得到了这个化合物的单晶.单晶X射线衍射分析表明该化合物拥有一个完全共平面的并七环梯形骨架.与每一个硼配位的米基基团可以有效地隔离发光单元,避免聚集诱导淬灭.化合物具有非常高的熔点和热分解温度,表明其拥有良好的热稳定性.电化学、光物理性质和理论计算研究表明,我们设计的双硼梯形共轭化合物在有机电子发光二级管器件中具有潜在的应用价值.因此,构筑了以该分子为发光层和电子传输层的器件,得到了不错的电致发光效果.     

硅纳米线和聚3-十二烷基噻吩混合薄膜在场效应晶体管中的应用研究

为了提高聚3-十二烷基噻吩的场效应迁移率, 将硅纳米线混入聚3-十二烷基噻吩的溶液中制成薄膜. 退火后的聚3-十二烷基噻吩能够自组装成有序的微晶结构, 有利于电子传输. 聚3-十二烷基噻吩薄膜在场效应晶体管中能够获得0.015 cm²·V^-1·s^-1的迁移率, 而混合薄膜能够获得高达0.68 cm²·V^-1·s^-1的迁移率. 这是因为硅纳米线优异的电子传输性能使得电子通过硅纳米线就像通过快速通道一样, 从而能够缩短电子在场效应晶体管中的传输时间, 提高传输速度. 此外, 使用离子胶作为介电层也能够提升场效应晶体管的性能, 混合薄膜能够获得高达6.2 cm²·V^-1·s^-1的迁移率.     

用于光催化全解水的二维高分子材料研究进展

通过仿生光合作用将太阳能转化为可储存、可运输的化学燃料是解决全球能源危机和环境问题的有效途径之一。高分子半导体因其电子结构可以简单地从分子水平上进行调控和设计,近几年来在光催化领域展现出广阔的应用前景。由于具有二维平面结构的共轭高分子半导体具有大的比表面积、丰富的表面活性位点和高效的光生电子/空穴分离能力,并且可以方便地形成异质结构等独特的性质,其在光催化分解水领域的应用逐渐引人关注。本文重点介绍了二维高分子半导体在光催化全解水领域的最新研究进展,着重讨论了目前用于调控二维高分子材料能带结构和表面活性位点的方法,并展望二维高分子材料在光催化全解水研究中所存在的机遇和挑战。     

聚苯乙烯类发光材料研究进展

高分子发光材料具有良好的溶液加工特性,是发展低成本、大面积平板显示和固体照明器件的重要基础材料。聚苯乙烯类发光材料在合成方法上具有聚合方法简单、无需使用催化剂、无卤素原子残留等优势,在化学结构上具有非共轭主链结构和易于引入功能化侧链等特点,在发光特性上具有宽带隙特征,近年来发展成为一类重要的高分子发光材料。本文从材料和器件角度,围绕聚苯乙烯类荧光材料、聚苯乙烯类磷光材料和聚苯乙烯类热活化延迟荧光材料的分子设计和电致发光性能,综述了聚苯乙烯类发光材料的研究进展,分析总结了其未来发展所面临的机遇和挑战。     

聚噻吩的固相聚合及其应用

作为共轭聚合物的典型代表,因聚噻吩衍生物具有良好的稳定性和结构易改性,其在有机光电子领域、新能源等有重要的应用。而固相聚合作为一种环保、可大规模制备等优点,受到研究者的关注。本文主要总结了近年来聚噻吩及其衍生物的固相聚合反应单体分子设计、聚合研究机理以及相关应用的进展,并展望了未来的研究方向。     

数字喷墨印刷关键技术及其实现

经过20多年的完善与发展，喷墨技术已经成为大幅面广告印刷行业的主要印刷技术。随着图书按需印刷需求的快速扩张以及国家环保政策的迅速落地，喷墨印刷技术作为一项高效环保的数字化印刷技术，得到越来越高的关注，业内普遍认为喷墨印刷技术将是数字化印刷的必然发展趋势。然而与已经成熟的多Pass喷墨印刷设备不同，单Pass喷墨印刷设备在数据带宽、数据在线重构、高精度同步控制、喷嘴在线补偿等方面有着极高的技术要求。本文首先简要介绍了喷墨技术，然后针对单Pass喷墨印刷设备需要解决的技术问题提出了相应的解决方案。依据本文技术设计的单Pass书刊喷墨印刷机已经投放市场，并且获得了用户的普遍认可。     

非典型发光化合物的簇聚诱导发光

不含大共轭结构的非典型发光化合物因其理论研究的重要性和潜在应用前景引起研究者的广泛关注。非典型发光化合物的结构通常含有N、O、S、P等杂原子,C≡N、C=O、C=C等不饱和单元,及相应的组合功能团(如羟基、胺基、酯基、酐、酰胺、脲基、肟基、砜基等)。近年来,尽管这一领域正快速发展,其发光机理仍存争议。前期,我们提出了簇聚诱导发光(CTE)机理,即含π电子和/或孤对(n)电子的非典型生色团的簇聚及其带来的空间共轭使体系离域扩展,构象刚硬化;同时,其他分子内/间相互作用也有利于簇生色团的刚硬化,从而易于受激发射。基于CTE机理,本文综述了非典型发光化合物的发光特性,包括浓度增强发光、聚集诱导发光(AIE)、激发波长依赖性及磷光发射。CTE机理可合理解释天然产物、合成化合物、生物分子等不同体系的光物理行为,并可用来指导发现和设计新的非典型发光化合物。本文总结了上述不同体系的发展,并对未来研究进行了展望。