N-苯基富勒烯吡咯烷的合成及其光伏性能

采用Prato反应合成了一系列N-苯基取代的富勒烯吡咯烷衍生物并将其作为电子受体材料应用于聚合物太阳能电池.实验结果表明,N-苯基-2-(3-甲氧基苯基)[60]富勒烯吡咯烷(FP2)和N-苯基-2-(4-甲氧基苯基)[60]富勒烯吡咯烷(FP3)可以通过一锅法合成,其合成过程简单,成本较低且产率较高.以聚(3-己基噻吩)(P3HT)为给体,FP2和FP3为受体的聚合物太阳能电池的能量转换效率分别为3.27%和3.30%.该效率接近在相同实验条件下的P3HT∶[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC_(61)BM)器件以及文献报道的P3HT∶PC61BM器件的效率.     

碳团簇的结构及其演进

碳团簇是一种新型的碳材料,自20世纪80年代被发现以来,就以其独特的结构和优越的性能而在科学界掀起了研究狂潮。碳团簇的范畴非常广泛,小到气相中的单个碳原子,大到富勒烯、碳纳米管、碳纳米锥、石墨烯等都可以看作是碳团簇的存在形式。研究碳团簇的结构及其演进,解开碳团簇形成机理之谜,对开拓新型碳团簇材料的结构和应用都具有重要意义。本文对碳团簇的结构及其演进过程进行了回顾,并概述了目前碳团簇的合成方法、碳团簇结构的表征手段以及碳团簇演进的研究现状。     

富勒烯吡咯烷衍生物的合成及其在反式钙钛矿太阳能电池中的应用

[目的]由于目前在反式钙钛矿太阳能电池中使用最广泛的富勒烯基电子传输材料[6,6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯(PCBM)存在合成复杂、成本高的问题,因此开发低成本、可溶液处理的新型富勒烯电子传输材料具有非常重要的意义.[方法]采用Prato反应一步合成两种低成本的新型富勒烯吡咯烷衍生物F1和F2,并将其作为电子传输材料应用于反式钙钛矿太阳能电池.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法研究了这两种富勒烯分子的能级,并研究了由这两种富勒烯吡咯烷衍生物作为电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池的光伏性能.[结果]含有苯甲酸酯侧链的F2比含有烷基酸酯侧链的F1具有更高的电子迁移率,因此对应的器件获得了更高的填充因子和光电转换效率.最终,以F2作为电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池获得了最高19.86%的光电转换效率,这一结果与同等实验条件下制备的基于PCBM的对照器件的效率基本一致.[结论]本研究采用Prato反应一步合成了两种富勒烯吡咯烷衍生物,并发现侧链对其光伏性能有重大影响.该项工作对于开发兼具高效率和低成本的可溶液处理的富勒烯基电子传输材料的设计具有一定的参考价值.     

碳电弧中~(#24106)C_(78)Cl_6的捕获与结构表征

碳电弧放电法是合成富勒烯及其衍生物的最重要方法之一,但电弧反应过程复杂,涉及的衍生化机制尚不明确.采用电弧法合成含有氯化富勒烯的碳灰,借助高效液相色谱法对其进行分离、纯化,得到了符合独立五元环规则的氯化富勒烯~(#24106)C_(78)Cl_6,结合X-射线单晶衍射、质谱、紫外-可见吸收光谱对其进行结构表征,证明~(#24106)C_(78)Cl_6与已有的氯化物~(#24106)C_(78)Cl_(18)、~(#24106)C_(78)Cl_(30)在六并苯片段具有相同的氯原子加成[5,6,6]位点,同时也证明了在氯参与的碳电弧中,富勒烯在靠近电弧中心的较高温区发生氯化反应,而氯化碳簇的加成反应发生于更低的温区.     

激光等离子体诱导聚甲基硅氧烷的结构重组

将脉冲激光束在惰性气氛中溅射石墨产生的等离子体,与一维链状聚甲基硅氧烷的蒸气束流反应,在产物中通过真空升华和重结晶分离出了两种单晶,经X射线衍射测定为具有(CH3SiO1.5)n(n=8,10)组成的硅氧烷,它们均具有多面体的三维笼状构型。通过色-质联用还检测到其它硅氧烷化合物,其中某些产物已表征为二维多环的构型,反应结果表明,经由激光等离子体的碰撞和能量传递,反应物的链状结构发生解离和进一步反应,经结构重组形成了多种不同组成和构型的产物。     

基于双氰基茚满二酮吸电子单元的非对称小分子给体的合成及其光伏性能

采用双氰基茚满二酮为吸电子单元，分别以苯并二噻吩并吡咯和4,4’-二甲基三苯胺为给电子单元，设计合成了两种具有给电子-吸电子(D-A)型结构的非对称小分子给体材料D1和D2;通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法研究了这两个小分子给体的光学性能及电化学性质，并考察了由这两个小分子和C₇₀制备的全小分子有机太阳能电池的光伏性能.研究结果表明：含有稠环给电子单元的小分子给体D1比含有三苯胺给电子单元的D2具有更宽的光学吸收、更低的最高占据分子轨道能级和更好的光伏性能；以D1和D2为给体、C₇₀为受体的可真空蒸镀有机太阳能电池的最高光电转换效率分别为5.03%和3.78%.     

硫化物沉淀分离富集原子吸收法测定钢铁废水中的铋

本文研究了硫化物沉淀分离富集原子吸收法分析微量铋的方法，实验表明：在６２．８ｍｇ／Ｌ，Ｓ＾２－和０．１４ｍｏｌ／ＬＨＮＯ３条件下，Ｂｉ＾３＋可与Ｓ＾２－形成难溶化合物而从溶液中定量分离富集出来，溶解后借助原子吸收法测定，可用于钢铁废水中秘的分析，方法对铋的最低分析浓度为０．０５ｍｇ／Ｌ，加标回收率为９３．８％～１１０．０％相对标准偏差为２．９％～４．３％。     

富勒烯新结构的研究进展

富勒烯Cn是一类由12个五元环和若干六元环组成的笼状全碳分子.根据碳笼表面是否含相邻分布的五元环,富勒烯可分为IPR富勒烯和非IPR富勒烯.25年来,人们在发展富勒烯合成新方法和寻找富勒烯新结构方面做了大量的工作,富勒烯家族得到了很大的扩充,越来越多的富勒烯新结构被陆续发现和分离出来.迄今为止,已分离、表征了C20~C104的60余种富勒烯新结构,包括40余种IPR富勒烯结构,以及通过笼外化学修饰或内嵌原子(或原子簇)的稳定化策略合成的20余种违反IPR规则的富勒烯.详细总结了这些迄今为止已报道的各种富勒烯新结构,并对今后富勒烯研究的重点和内容进行了预测.     

富勒烯形成机理的研究进展

富勒烯的形成机理多年来一直是富勒烯科学研究的焦点问题,科学家们用大量的理论计算和实验工作来探索富勒烯的形成过程,并提出了多种模型和可能机理．根据富勒烯形成途径的不同,这些机理可分为“自下而上”、“自上而下”或“先上后下”3种生长方式,但是由于缺乏足够的实验证据,至今还没有一种机理得到实验事实的完全证明并被普遍接受．本文就近年来有关富勒烯形成机理的研究进行了归纳阐述,并概述了其中影响较大的几种机理．