阳离子聚丙烯酰胺水分散液的制备及表征

通过丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)的水相分散共聚合制得阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)水分散液.以红外光谱(FTIR),核磁共振(1H-NMR),光学显微照片(OP)证实了产物结构与形成机理;研究了引发剂类型及用量,无机盐选择及用量,分散剂用量及单体配比对CPAM转化率、分子量及分散液黏度的影响.结果表明,采用2,2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-代)丙烷]二氢氯化物(VA-044)和过硫酸钾(KPS)/甲醛次硫酸氢钠(SFS)复合引发剂,在硫酸铵浓度28%～32%,同时添加少量硫酸锂或氯化钠,分散剂0.5%～1.5%(所有物质用量皆对总反应体系而言)条件下,可在高转化率同时得到分子量较高、流动性良好的CPAM水分散液.     

含有共轭炔基的发光Pt(Ⅱ)配合物发光性质的密度泛函理论研究

本文利用密度泛函(DFT)和含时密度泛函(TDDFT)方法研究了一系列配合物Pt(ppy)(C≡C)_nPh(ppy=6-phenyl-2,2′-bipyridine n=1～6)的基态和激发态的电子结构和发射光谱。计算揭示,当(C≡C)_n链长n=1～3时,配合物1～3的磷光发射被指认为是 ³[π^*(ppy) → Pt(5d),π((C≡C)_nPh)](³LMCT/³LLCT)的混合电荷跃迁。而当n=4～6时,配合物4～6的磷光发射主要是来自于(C≡C)_nPh配体内部³ππ^*跃迁(³ILCT)和少部分的³LLCT微扰跃迁。通过分析前线轨道成份,可以预测当炔基链长n趋于∞时,电荷跃迁将完全发生在炔基链的π轨道之间。     

树枝状大分子液晶的分子设计及其自组织超结构

树枝状大分子或树枝体由于其完美的拓扑结构和周边表面大量反应性的端基,成为一类理想的可用于构筑结构新颖的大分子液晶材料的预组织骨架结构。本文按树枝状大分子骨架的化学结构分类,对侧链型树枝状大分子液晶的设计合成、液晶相行为及其自组织超结构的最新研究进展进行总结和评述,重点介绍了聚酰胺-胺、聚丙烯亚胺、聚碳硅烷、聚醚以及聚酯树枝状大分子液晶体系。近些年对树枝状大分子液晶的系统研究发现了许多新颖液晶介晶相,极大地丰富了热致液晶相态的内涵,拓展了液晶研究范畴。研究表明通过合理的分子设计,通过对介晶基元、树枝体的化学结构及其代数的选择与调控,可以实现丰富多样的液晶介晶相乃至多级有序的自组织超结构。     

多组态二级微扰理论计算CH3O2激发光谱以及CH3O2→CH3＋O2解离反应

在C_s对称性和aug-cc-pVTZ基组水平下, 采用全活化空间自洽场方法(CASSCF)研究了CH₃O₂自由基基态及其阴阳离子的12个低激发态. 为了进一步考虑动态电子相关效应, 采用二级多组态微扰理论(CASPT2)获得更加精确的能量值. 所有计算得到的电子态都是价电子态, 而且所得绝热激发能和电子亲和势与实验值非常接近.在CASPT2//CASSCF理论水平下计算了CH₃O₂从²A"和²A'电子态的CH₃O₂→CH₃＋O₂的解离反应的势能曲线(PECs). 优化得到的裂解产物的几何结构和能量与分别优化CH₃和O₂得到的结果进行比较, 从而确定裂解产物的电子态. 结果表明, 从²A"和²A'电子态的解离反应分别对应产物CH₃(²A")＋O₂(³A")和CH₃(²A")＋O₂(¹A").     

H2CCC光谱性质的从头算研究

采用全活化空间自洽场方法(CASSCF)在C2v对称性和ANO-S基组水平下, 研究了H2CCC自由基及其阴阳离子的基态和低激发态性质. 为了进一步考虑动态电子相关效应, 采用多组态二级微扰理论(CASPT2)获得了更加精确的能量值. 计算得到X1A1 → 1A2, X1A1 → 1B1和X1A1 → 21A1在159.0, 216.5和476.4 kJ/mol处的激发可分别归因于π(b2)→π*(b1), n(a1)→π*(b1)和π(b1)→π*(b1)的跃迁, 理论波长与紫外吸收光谱得到的实验数据一致. 计算得到的电子亲和势与实验值也非常接近.     

具有Lindqvist结构的[Mo6O19]2-化合物及其二钨取代物的电子性质和稳定性的理论研究

采用密度泛函理论研究了具有Lindqvist结构的[Mo6O19]2-及其两个钨原子取代化合物的电子性质和稳定性, 计算得到的几何数据和实验值符合得很好. 从Mulliken电荷分布、键能大小以及轨道性质的分析可以得出结论, 当两个钨原子在邻位取代钼原子时所得到的取代产物([4,5-W2Mo4O19]2-)比当两个钨原子在对位取代钼原子时所得到的产物([4,6-W2Mo4O19]2-)更稳定, 而[4,5-W2Mo4O19]2-的反应活性比[4,6-W2Mo4O19]2-的大.     

双配体策略制备大气环境下性能稳定的CsPbIBr2光电探测器

大气环境下溶液法制备的CsPbIBr₂钙钛矿薄膜存在薄膜覆盖率低、结晶度差和性能不稳定性等问题.为此,本文提出了一种双配体(卵磷脂(L-α-phosphatidylcholine,LP)和硫氰酸铵(NH₄SCN))策略,可在相对湿度不高于60%的大气环境下,利用喷涂法制备出高结晶质量、结构稳定的钙钛矿薄膜.这是由于卵磷脂能够有效降低钙钛矿前驱体溶液的表面张力,提高CsPbIBr₂钙钛矿薄膜的覆盖率,并在CsPbIBr₂钙钛矿薄膜表面形成一层隔绝水氧的保护层;但同时也会减小晶粒尺寸,形成大量的晶界,造成载流子传输不利.而NH₄SCN能够克服卵磷脂的不足,增大晶粒尺寸,提高钙钛矿材料的电学特性.这样,制备出的未封装CsPbIBr₂钙钛矿光电探测器(ITO/CsPbIBr₂/Au)具有低暗电流密度(2×10^-4mA·cm^-2)、微秒级别的响应时间(20,21μs)和长效稳定性(在相对湿度为40%—...     

聚羧酸系高性能减水剂分子在稀溶液中尺寸及其在体积排除色谱表征中表观分子量的模型研究

针对被称为"第一代聚羧酸高性能减水剂"(以下简称为MPEG-type PCE)的甲基丙烯酸(MAA)/烯酸甲酯(MAA-MPEG)梳状共聚物分子,从高分子物理基础理论出发,构建等效自由连接链模型,结合前人的理论结果和实验数据,得到了MPEG-type PCE分子的回转半径、流体力学半径及其相应的支化参数的数学表达式.在此基础上,报道了以下三方面的工作:首先,将计算结果与文献中的实验结果进行比较,检验模型的合理性;其次,利用所建立的数学模型考察主链分子量、侧链分子量和侧链接枝密度对PCE分子的回转半径和流体力学半径的影响;最后,结合近年来发展的体积排除色谱分离理论,对PCE分子的真实分子量与其常规体积排除色谱"表观分子量"(又被称为GPC分子量)两者之间的差异进行了分析.本文所提出的计算模型和数学表达式没有不确定的指前因子,可用来估算MPEG-type PCE分子在稀水溶液中的尺寸以及根据其GPC分子量估算真实分子量.     

蠕虫状链模型下梳状共聚物分子的均方回转半径的理论分析及其在聚羧酸系减水剂分子中的应用

利用蠕虫状链模型对梳状共聚物分子的均方回转半径进行了理论分析,建立了回转半径与主链轮廓长度、主链持久长度、侧链轮廓长度、侧链持久长度、侧链数目以及侧链沿主链的分布情况(均匀分布和梯度分布)之间的定量数学关系.在此基础上,以被称为"第一代聚羧酸系高性能减水剂"(以下简称为MPEG-type PCE)的甲基丙烯酸(MAA)/烯酸甲酯(MAA-MPEG)梳状共聚物分子为研究对象,结合实验数据,对其聚电解质主链的持久长度进行了分析,并考察了主侧链长度、刚柔性、侧链分布、接枝密度等分子结构参数对PCE回转半径的影响,最后对模型的局限性作简要说明.梳状共聚物分子的蠕虫状链模型物理图像简洁,参数意义明确,应用于PCE分子体系时较之前所报道的柔性链模型要更为合理,能够为分析PCE的分子结构与溶液构象和吸附构象之间的关系提供更科学的视角.     

界面种子层修饰策略制备高性能CsPbIBr2光电探测器

在相对湿度低于90%(<90%RH)的大气环境下，通过界面种子层修饰策略，利用气动喷涂法制备出高结晶度、界面接触良好、结构稳定的CsPbIBr₂厚膜。界面种子层的引入对CsPbIBr₂厚膜的光学带隙(2.10～2.12 eV)没有太大的影响，但明显增强了其对光的吸收和发射，并且荧光寿命也明显延长(从0.95 ns到4.49 ns)。由此厚膜制备的二极管型光电探测器(p-n CsPbIBr₂-ITO)具有非常低的暗电流(5.70×10^-10 A)，并且展示出高效的光电探测性能：高开关比(1.8×10⁴)以及微秒级别的响应时间(上升时间和下降时间分别为9μs、13μs)。当未封装的CsPbIBr₂光电探测器处在<90%RH的大气环境下，其表现出强的抗水抗氧能力：储存60 d后，其仍能保持初始开关比的83%。所提方法为在大气环境下制备低成本、高性能、长效稳定的二极管型CsPbIBr₂光电探测器提供了一种有效的途径。