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2013年 第31卷 第3期    刊出日期：2013-05-15
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综述

激子的增殖与第三代太阳能电池

吴世康

2013, 31(3):  161-174.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.03.001

摘要 ( 1083 )   HTML ()   PDF (4613KB) ( 1930 )  

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通过激子增殖来提高太阳能电池的光-电转换效率是近年来颇受重视的一个研究方向.本文对激子增殖产生的途径与机制,以及在其形成过程中应注意的各种因素作了扼要的介绍和讨论,诸如:冲击离子化过程、声子瓶颈现象、热-电子的冷却过程、Auger重合过程,以及热-电子的电子转移过程等,同时也对检测这一过程的重要方法——瞬态(泵浦-探测)吸收光谱(TA)作了简要介绍,并通过某些实例对这一现象在作为第三代太阳能电池中光-电转换材料的半导体量子点内情况作了说明.

介晶氧化锌的制备及其应用研究进展

赵彬, 孟万, 宋恺

2013, 31(3):  175-185.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.03.002

摘要 ( 1367 )   HTML ()   PDF (3097KB) ( 2052 )  

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介晶氧化锌作为一种新型的光电功能材料,具有独特的电学、光电学、光化学和催化性质,在传感器、高频发生器和光催化等领域具有广泛的应用前景.本文综述了近年来介晶氧化锌的制备方法,如溶剂热法﹑沉淀法﹑离子液体法﹑溶胶凝胶法等,总结了这些方法的优点与不足.此外,还介绍了介晶氧化锌在应用方面的进展工作,并对其未来进展方向进行了展望.

研究论文

阴离子对TiO₂晶形的影响及光催化性能研究

韩严和, 姜金海, 蒋丽, 李宝琴, 刘璐, 陈家庆, 梁存珍

2013, 31(3):  186-196.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.03.003

摘要 ( 1086 )   HTML ()   PDF (1490KB) ( 2092 )  

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以SO₄^2-、F^-、Cl^-和PO₄^3-作为阴离子来研究其对水热合成TiO₂(分别记为TiO₂-S、TiO₂-F、TiO₂-Cl和TiO₂-P)晶体的影响,并考察了其光催化性能.SEM显示TiO₂-S、TiO₂-F、TiO₂-Cl和TiO₂-P分别呈粒子、十面体、刺球和不规则块状.XRD图谱表明TiO₂-S和TiO₂-F为锐钛矿晶型,TiO₂-Cl为金红石晶型,而TiO₂-P为锐钛矿、金红石和板钛矿混合晶型,这一结论也被紫外-可见漫反射实验所证实.XPS能谱表明这4种TiO₂纳米材料都受到了各自阴离子掺杂的影响,光催化试验显示:它们的光催化活性顺序为: TiO₂-F>TiO₂-S>TiO₂-Cl>TiO₂-P,这表明锐钛矿的光催化活性要大于金红石和板钛矿,且具有{001}面,掺杂了F的锐钛矿光催化活性更强.

PMADQUAT/PSt-PAA聚离子复合物聚集体增强卟啉和富勒烯类衍生物单重态氧产率

李海霞, 高云燕, 欧植泽, 金和林, 曹璐, 陈晨

2013, 31(3):  197-207.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.03.004

摘要 ( 1167 )   HTML ()   PDF (1147KB) ( 1792 )  

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采用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丙烯酸叔丁酯(PSt-PtBuA), 在酸性条件下水解得到聚苯乙烯-聚丙烯酸(PSt-PAA), 利用核磁共振氢谱(¹HNMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等对产物进行了表征. PSt-PAA在Tris-HCl缓冲溶液中(pH=7.0)形成临界聚集浓度(CAC)为0.015 g/L的聚集体. PSt-PAA与聚2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(PMADQUAT)可通过静电相互作用形成聚离子复合物(polyion complex, PIC), 当 m_(PMADQUAT)/m_(PSt-PAA)=3时, 形成的聚离子复合物的CAC为0.005 g/L. 动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)结果表明, 形成聚离子复合物后, 聚集体粒径变小. 聚合物形成聚集体可包载二乙二醇单甲醚修饰的C₇₀(MDG-C₇₀)、原卟啉(PPIX)、四苯基锌卟啉(ZnTPP)和四苯基卟啉(TPP)等光敏剂, 并增强光敏剂在缓冲溶液中的溶解度. 光照条件下, MDG-C₇₀、PPIX、ZnTPP和TPP在聚离子复合物聚集体m_(PMADQUAT)/m_(PSt-PAA)=3的溶液中的单重态氧量子产率分别是在PSt-PAA聚集体溶液中的1.64、2.63、2.60和2.20倍. 而在缓冲溶液中,由于光敏剂的聚集作用,未能检测到单重态氧的产生。研究结果表明,聚离子复合物聚集体能够包载光敏剂,是提高单重态氧产率的一个有效途径.

研究简报

改性直接灰D金属螯合物偏光膜的制备及其偏光性质研究

付华, 韩爱霞

2013, 31(3):  208-214.  DOI: 10.7517/j.jssn.1674-0475.2013.03.005

摘要 ( 966 )   HTML ()   PDF (598KB) ( 1413 )  

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以直接灰D为原料,通过重氮化和偶合反应得到三偶氮染料HDP-Z,再与Cu²⁺配合得到新化合物HDP,并将新化合物对聚乙烯醇染色,测试其在近紫外区、可见光区的偏光性质.结果表明,引入邻菲罗啉的HDP和HDP-Z膜在450—700 nm范围的偏光度>60%,使偏光范围增大了约50 nm,引入Cu²⁺的改性直接灰D掺杂的聚乙烯醇偏光膜最大偏光度提高了约5%,且在近紫外区具有一定的偏光性.

稳态荧光探针法研究对-烷基-苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱的聚集行为

董林芳, 徐志成, 曹绪龙, 王其伟, 张磊, 张路, 赵濉

2013, 31(3):  215-221.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.03.006

摘要 ( 1084 )   HTML ()   PDF (636KB) ( 1759 )  

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利用荧光探针法和表面张力法测定了一类疏水基中含有苯基的新型甜菜碱两性离子表面活性剂对-烷基-苄基聚氧乙烯醚羧酸甜菜碱(ABECB)的临界胶团浓度(cmc)、胶团微极性和表面张力(γ_cmc).研究结果表明,荧光探针(芘)法可用来测定这类表面活性剂的临界胶团浓度(cmc),且测定结果与表面张力法(吊片法)接近;ABECB具有较低的cmc和γ_cmc值,表明此类表面活性剂具有优良的表面活性; 胶团的微极性随着疏水链长的增大而略微减小,氧乙烯(EO)单元数的增大对ABECB胶团核内的微极性影响不明显.

己基取代的1,4-二(2-噻吩基)苯并[c]哒嗪合成与光谱性质研究

徐薇, 薛敏钊, 苏跃增, 张帆

2013, 31(3):  222-228.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.03.007

摘要 ( 995 )   HTML ()   PDF (585KB) ( 1634 )  

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本文设计并合成了一系列含氮原子的缺电子芳香片段,包括以苯并哒嗪作为核心、以富电子噻吩衍生物作为共轭延长链的有机共轭小分子1,4-二(2-噻吩基)苯并[c]哒嗪(5a)、1,4-二[2-(3-己基噻吩基)]苯并[c]哒嗪(5b)和1,4-二[2-(5-己基噻吩基)]苯并[c]哒嗪(5c).通过紫外光谱和荧光光谱研究,证明在共轭体系中的不同位置引入烷基链,可以有效影响化合物的能隙,调节化合物的光电性质.

应用与发展

磁功能性TiO₂光催化剂的制备及特性

费学宁, 刘星星, 李金蕊, 姜远光

2013, 31(3):  229-237.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.03.008

摘要 ( 1018 )   HTML ()   PDF (1621KB) ( 1654 )  

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采用溶胶-凝胶法以Fe₃O₄为磁核制备了磁功能性光催化剂,以甲基橙为模拟污染物,考察了掺杂Fe比例、催化剂煅烧温度以及煅烧时间对催化剂活性的影响.催化剂的最佳制备条件为:Fe₃O₄掺杂Fe含量为5%,煅烧温度为450 ℃,煅烧时间为2 h.通过TG-DTA、XRD、UV-Vis、TEM对催化剂进行了表征,结果表明:制备的催化剂具有明显的核壳结构,原Fe₃O₄磁核经过高温煅烧被氧化;TiO₂包覆在磁核表面;催化剂的吸收带边发生红移,在可见光区的吸收强度有所增强;催化剂颗粒的平均粒径为20 nm.