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2013年 第31卷 第6期    刊出日期：2013-11-15
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研究论文

胶体光子晶体的平面介电常数缺陷

刘占芳, 宋恺, 佟振合

2013, 31(6):  401-410.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.06.401

摘要 ( 1003 )   HTML ()   PDF (1338KB) ( 2074 )  

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为引入特殊的光学性质,通常需要在三维光子晶体中人为可控地引入缺陷.通过改变局部结构单元的尺寸或介电常数,相应地引入给体或受体掺杂,带来不同的缺陷态.以前文献报道的向胶体光子晶体中引入缺陷,常会因为同时引入尺寸和介电常数掺杂,给掺杂性质的界定带来困难.本文中,我们结合对流自组装法和L-B膜法,在实心二氧化硅微球组成的三维光子晶体内引入尺寸相同的二氧化硅空心球(与实心球相比具有不同折光率)组成的单层平面缺陷,或者在空心球晶体内引入实心球缺陷层,构成实心-空心-实心或空心-实心-空心的三明治结构,在不破坏整体晶格的同时,在三维胶体光子晶体中引入单一的平面介电常数缺陷.

氮铋共掺杂TiO₂的合成及其可见光催化性能研究

李海燕, 钱俊杰, 刘金凤, 李秋叶, 张敏, 杨建军

2013, 31(6):  411-420.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.06.411

摘要 ( 1824 )   HTML ()   PDF (1167KB) ( 1540 )  

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以纳米管钛酸为钛的前驱体,Bi(NO₃)₃·5H₂O为N源和Bi源,采用水热法制备了N、Bi共掺杂的TiO₂;并以甲基橙为目标降解物考察了所制备样品的可见光催化性能(λ≥420 nm).利用XRD、XPS、UV-Vis DRS、TEM等技术对不同条件下制备的产物进行了表征.结果表明,所得样品主要为锐钛矿型,粒径20 nm左右,掺杂的Bi主要以Bi₂O₃和BiONO₃两种形式存在.N元素除了以NO₃^-的形式存在于BiONO₃中,还有少量N以间隙氮掺杂于TiO₂中形成Ti—O—N键.N、Bi共掺杂的TiO₂在可见光下表现出了优越的光催化性能,其中水热温度为130 ℃,Bi/Ti摩尔比为1%时,催化活性最高.催化活性的提高源于N和Bi的掺杂增加了样品对可见光的利用效率,降低了光生电子空穴的复合速率.

具有荧光增强性能的罗丹明B衍生物的合成及其对汞离子的检测

杨博, 吴文辉

2013, 31(6):  421-429.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.06.421

摘要 ( 1094 )   HTML ()   PDF (1811KB) ( 1629 )  

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利用汞离子可以诱导罗丹明B衍生物的螺环结构发生开环反应并产生荧光增强效果这一特性,设计并合成了两种新型的荧光化学传感器2-噻吩甲醛罗丹明B酰肼(RhBTh)和苯甲醛罗丹明B酰肼(RhBAr),并研究了二者在汞离子检测中的应用.研究结果表明,RhBTh与RhBAr对汞离子均表现出非常好的荧光增强效果,检测过程中其它金属离子不会对检测结果产生明显的干扰.二者对汞离子的检测限分别为7.8 nmol/L和12.5 nmol/L.实验表明RhBTh和RhBAr对汞离子均具有良好的灵敏度和选择性.

离子液体基聚合物的结构对染料敏化太阳能电池性能的影响研究

方艳艳, 林原

2013, 31(6):  430-439.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.06.430

摘要 ( 864 )   HTML ()   PDF (1245KB) ( 1550 )  

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设计合成了分别悬挂磺酸官能团、磺酸锂官能团和烷基链官能团的三种结构的离子液体基聚合物,用于聚合物凝胶电解质的制备,并应用于染料敏化太阳能电池中.结果发现这三种聚合物含量的变化对电池性能的影响有较大差别.悬挂普通烷基链官能团的离子液体基聚合物(P-CH₃I)的加入,由于增加了电解质的粘度,使得电池的性能随着P-CH₃I含量的增加而变差;悬挂磺酸锂官能团的离子液体基聚合物P-LiI加入使电池的性能略微下降,而悬挂磺酸官能团的离子液体基聚合物P-HI加入到离子液体电解质后,在一定浓度范围内能改善离子的扩散等性能,从而使基于这种离子液体基聚合物的电池的光电性能相对较好.并通过电解质AFM微观形貌的研究解释了这三类电解质中离子扩散的差异以及光电性能的差别.

高度有序ZnO-SnO₂异质外延枝状纳米结构的制备及其光催化性质研究

凌世婷, 佘广为, 穆丽璇, 师文生

2013, 31(6):  440-447.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.06.440

摘要 ( 695 )   HTML ()   PDF (1443KB) ( 1742 )  

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采用一种简单的热蒸发法制备了高度有序的ZnO-SnO₂ 异质外延枝状纳米结构。制备过程分两步进行:首先,在氧化铝片基底上制备SnO₂纳米线;然后,以此SnO₂纳米线为模板在其上生长ZnO纳米线。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段对产物的形貌、结构进行了表征。XRD表征结果证实第一步和第二步生长的产物分别为SnO₂和ZnO。SEM观察结果表明,第一步热蒸发得到直径约100 nm、长度达几十微米的SnO₂纳米线,第二步热蒸发后得到以第一步SnO₂纳米线为主干、沿四个方向有序排列的枝状ZnO纳米结构。TEM观察结果表明,ZnO枝状纳米线沿[001]方向由SnO₂纳米线(-101)晶面外延生长。所制备的枝状纳米结构由于具有巨大的比表面积,且外延异质结可以促进电荷的分离和快速转移,因此非常适合于光催化应用。该ZnO-SnO₂ 异质外延枝状纳米结构用于光催化降解甲基橙,表现出优异的性能。

研究简报

含氟光引发剂的合成及其性能研究

余云英, 陈永惠, 张亚兰, 方大为, 聂俊, 马贵平

2013, 31(6):  448-455.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.06.448

摘要 ( 1144 )   HTML ()   PDF (735KB) ( 1811 )  

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以2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(Irgacure 2959)和全氟辛酰氯(PFOC)为原料合成了光引发剂全氟辛酸-2-[4-(2-羟基-2-甲基丙酰)苯氧基]乙酯(2959-F),利用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(¹⁹F NMR)对2959-F进行了结构表征;通过紫外吸收光谱测定了2959-F的紫外吸收谱;通过实时红外光谱(RT-IR)对合成的含氟光引发剂进行了光聚合反应动力学研究,考察了光强和引发剂浓度对单体的双键转化率和聚合速率影响,并研究了光引发剂2959-F的抗氧阻聚性能.结果表明:随着光强的增大,单体的双键转化率和聚合速率增加;在一定范围内,引发剂的浓度越高,双键转化率越高,聚合速率越快.2959-F具有较高的双键转化率和较快的聚合速率,并且具有较好的抗氧阻聚性.

应用与发展

曝光量对含香豆素基团的液晶共聚高分子的光控取向性能的影响

曹进, 张伟民, 杨姣, 蒲嘉陵

2013, 31(6):  456-462.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.06.456

摘要 ( 857 )   HTML ()   PDF (781KB) ( 1490 )  

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本文设计合成了含有香豆素光敏基团的单体4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酸-7-羟基香豆素酯(M1)和一种只含液晶基元的单体4-(丙烯酰氧基)己基苯甲酸-4-甲氧基苯酚酯(M2),并将这两种单体进行自由基聚合得到了共聚物.当该聚合物薄膜置于线性偏振紫外光(LPUV)下,会发生轴选择性的光化学反应,利用动态紫外光谱(UV光谱),对所合成的共聚物的光化学性能进行了研究.结果表明:当曝光能量为1740 mJ/cm²时,光反应达到饱和,紫外吸光度将不随曝光能量的变化而变化;随着曝光能量的增加,聚合物在反应初期光反应速率比较大,当曝光能量达到500 mJ/cm²左右,光反应度已经超过50%;当曝光量达到324 mJ/cm²,各向异性ΔA达到最大,ΔA_max=0.039.

固态光聚合反应研究进展

蹇钰, 何勇, 聂俊

2013, 31(6):  463-474.  DOI: 10.7517/j.issn.1674-0475.2013.06.463

摘要 ( 1156 )   HTML ()   PDF (1226KB) ( 1948 )  

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光引发的固态聚合反应一直是令人感兴趣的研究领域.本文综述了固态光聚合的研究进展.着重介绍了双炔类体系,二烯类体系以及(甲基)丙烯酸酯体系的固态光聚合的研究工作以及应用前景.