摘要：具有多种晶体结构的钒化合物具有较高的理论容量,被认为是一种很有前途的水系锌离子电池阴极材料,但由于钒化合物锌离子扩散缓慢,结构稳定性差,限制了其进一步发展。本文通过简单一步水热法设计合成了Mn(VO3)2-NaV8O20异质结纳米带,并通过静电自组装法将聚苯胺(PANI)薄膜包覆在纳米带表面,制备出Mn(VO3)2-NaV8O20@PANI(PMNVO)复合材料,在两种策略协同作用下,实现了高效离子-电子协同传输,获得了高锌离子传输速率、高储锌性能、晶体结构稳定水系锌离子电池(AZIBs)阴极材料。实验结果表明,两种晶体间的异质结界面增强了锌的电荷转移动力学,改善了锌的扩散动力学,纳米带形貌提供了更多的反应活性位点。此外,与PANI复合,材料导电性增强,晶体结构更稳定,使得PMNVO具有优异的储锌性能及电化学动力。具体测试结果为,当PMNVO的电流密度为0.2 A/g时,比容量为417.6 mAh/g;在1 A/g下,初始比容量为360.3 mAh/g,200次循环后的容量保持率为91.0%;在8 A/g下,初始比容量为189.3 mAh/g,3000次循环后的容量保持率为99.3%,倍率性能优异且循环寿命较长;表观扩散系数为4.97×10^(-11)~1.87×10^(-10)cm^(2)/s,电化学动力学良好。本文为AZIBs阴极材料的设计提供了一个范例。

摘要：通过科研成果转化为教学资源,将科研成果及时融入到教学实践过程中,是高校改革的需要,也是培养学生的创新意识、创造性思维,提高人才培养质量的有效途径。本文设计了过渡金属钴Co掺杂BiOCl(Co-BiOCl)光催化降解染料废水综合创新实验,通过溶剂热方法制备得到了Co-BiOCl,运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征,对Co-BiOCl的形貌、晶体结构等进行了研究,以染料罗丹明B(RhB)为目标污染物,考察了Co-BiOCl的光催化降解性能。文章探析了该科研成果转化为优质教学资源的过程及方法,探究培养学生科研素养的途径,实现培养创新型人才的目的,为科研成果转化为教学资源的可持续性发展提供参考。

摘要：近年,荧光生物成像技术在生物医学领域发展迅速,为生命科学的研究和疾病诊断提供了一种可视化手段。有机荧光染料是一类常用的荧光试剂,具有种类繁多、化学结构和发光颜色易于调节等优势。然而,有机荧光染料大都具有较高的共轭程度和刚性的平面结构,在其良溶剂中发光强烈。由于其疏水性较强,在生物体内容易聚集,导致荧光强度急剧下降,表现出聚集导致荧光猝灭(ACQ)效应,使荧光信号大幅减弱。严重的ACQ效应大大限制了有机染料在荧光成像技术中的实际应用。聚集诱导发光(AIE)材料在溶液中发光微弱甚至不发光,在聚集状态或固态下发出强烈的荧光。聚集是疏水性基团的本性,AIE材料聚集后荧光强度显著增大,这与ACQ材料恰恰相反,从根本上克服了ACQ效应。自AIE材料被发现以来,因其独特的发光性能,引起了各国科研工作者的极大兴趣。随着AIE材料发光机理的揭示,众多的AIE分子被设计合成出来,并在有机发光二极管、荧光探针和生物成像等领域展现出巨大的应用潜力。大部分AIE材料发射蓝光、绿光或黄光,发射红光的AIE材料种类和数量十分有限。然而,红光AIE材料是基础研究和应用研究中必不可少的要素之一,其兼具发射红光和AIE特性,在生物成像领域具有诸多优势。一方面,红光具有穿透能力强、激发能量低、背景荧光干扰小等优点;另一方面,红光AIE分子聚集后能发出强烈的荧光,可以将其应用于生物成像以获得高亮度的荧光;由红光AIE分子制备的纳米粒子,抗光漂白性较强,同时低毒、可控,有望替代无机量子点应用于生物分析和医学成像领域。因此,红光AIE材料在生物成像领域的前景十分广阔。本文列举了一些具有代表性的红光AIE材料,重点介绍红光AIE小分子、物理包覆红光AIE分子形成的纳米粒子、共价键连接红光AIE分子与聚合物形成的纳米粒子及基于红光AIE分子的氧化硅纳米粒子在细胞成像、动物成像等生物成像领域的应用,并对红光AIE材料的设计及其在生物成像领域的应用进行了展望,以期为红光AIE分子的设计制备和应用研究提供参考。

摘要：吸波超材料已经成为国内外电磁隐身和防护领域的研究热点,并取得了一系列重要的研究成果。超材料独有的人工周期性结构能够引发特异的电磁特性,从而满足吸波器件“薄、轻、宽、强”的综合性能要求,其中宽频吸波仍然是超材料吸波器件设计的难点。与传统金属基吸收体相比,水在微波频段特有的频散效应有助于实现水基吸波体在此频率范围内的高效吸收。近年来,宽频水基吸波超材料已经取得了一定的突破,但依旧存在一些问题需进行总结分析。本文综述了近年来水基吸波超材料的重要研究进展,按照吸波介质与结构特性,分类介绍了基于单纯水、水溶液和复合型水基吸波超材料的主要特征,展开说明了水基吸波超材料在微波频段的应用优势,并在此基础上展望了水基吸波超材料多功能化的研究趋势。

摘要：设计并合成了一种无铅改性BaTiO3基储能陶瓷,通过固相反应法制备了无铅单相钙钛矿BaTiO3–Bi(Al0.5Sc0.5)O3陶瓷,研究了掺杂不同含量BAS对陶瓷的结构、介电性能、铁电性能及储能特性的影响。结果表明:(1–x)BT–x BAS固溶体从四方相(x≤0.05)转变为部分立方相(x≥0.1),但仍以四方相为主且细晶化;随着其含量的增加,Curie温度(Tm)向低温方向移动并出现了介电峰宽化,表现出明显的介电色散行为;BAS的引入破坏了BT陶瓷铁电畴的长程有序,发生了铁电相到弛豫铁电相的相变;2种现象均表明BT–BAS陶瓷具有弛豫铁电体的优异特点。在所有样品中,0.85BT–0.15BAS陶瓷的介电温度稳定性最佳,弛豫因子γ为1.97;外加电场~105 k V/cm时,储能密度为0.684 J·cm–3,储能效率为95.0%,陶瓷具有最佳储能特性。

摘要：采用Fluent软件,选取标准k-ε湍流模型、涡耗散反应模型与DO辐射模型,利用UDF函数将玻璃液面与玻璃熔窑火焰空间进行耦合,获得玻璃熔窑火焰空间和玻璃液的温度、速度及压力分布模型,从而更为细致全面地分析了玻璃熔窑工作时的传热传质过程.结果表明:所提出的模型能够比较客观地反映玻璃的熔制过程,对优化窑炉设计,提高窑炉使用寿命,降低成本和工作风险,改善工况具有一定的指导意义.

摘要：以聚醚二元醇(PTMG)与二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)反应,生成以异氰酸酯基(-NCO)封端的聚氨酯预聚体,然后与环氧树脂(E-44)反应,合成了韧性好、相对分子质量大小及其分布合理、力学性能优异的聚氨酯改性环氧树脂,探讨了原料摩尔比、稀释剂用量和合成工艺等因素对树脂性能的影响,研究结果表明,当原料摩尔比n(HMDI)∶n(PTMG)∶n(E-44)=2.3∶1∶2,稀释剂丙烯酸异冰片酯(IBOA)用量为20%,合成条件为65℃×2 h+75℃×50 min时,可以得到黏度为3.06×10~5 mPa·s (25℃)、M_n为1400、M_w为2900、相对分子质量分布宽度指数为2.07的聚氨酯改性环氧树脂。通过红外光谱、核磁共振碳谱和凝胶渗透色谱对其结构进行表征,结果与设计的一致,达到了预期效果,其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、储能模量(E′)、损耗模量(E″)、玻璃化转变温度(T_g)等综合性能优异。

摘要：聚噻吩(PTs)是有机太阳能电池(OSCs)中很有前途的电子给体材料,但其较高的分子能级和不利的活性层形貌限制了其光伏器件性能的提升。在聚噻吩乙烯(PTVT-T)结构的基础上引入噻唑单元,设计合成了一种新型聚噻唑乙烯类材料(PTzV-T)。通过紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安法以及二维掠入射广角X射线散射等对PTzV-T的能级结构和聚集态结构进行了表征。结果表明:PTzV-T不仅具有较低的最高占据分子轨道(HOMO)能级(-5.88 eV),而且呈现出高度的分子平面性;在溶剂氯仿、氯苯和邻二甲苯中均表现出不同的预聚集行为和温度依赖性,采用这3种溶剂制备的薄膜也呈现出不同的晶体堆积方式和结晶强度。

摘要：近年来,稠环化合物在有机光电材料领域取得了显著成效。我们利用Still coupling和Knoevengel缩合等经典有机反应,设计合成了以苯并噻二唑(BT)为中心核,吸电子基团(二氰基亚甲基)靛酮(IC)、5,6-二氟-3-(二氰基亚甲基)靛酮(IC4F)为端基的两个新型共轭非共价键稠环小分子化合物BT2T-IC和BT2T-IC4F。一方面,通过S…O和O…H等作用在分子内形成非共价键构象锁促进分子的平面性;另一方面,通过增加端基的缺电子性可以增强分子内的电荷迁移。在二者的协同作用下,两个新型小分子化合物的光谱吸收拓宽到近红外区,这有利于获得宽的光谱响应。其化学结构通过核磁共振氢谱和碳谱予以证实。通过紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安法及密度泛函理论(DFT)计算对其光物理对其光物理和电化学性质进行了实验研究。

摘要：近年来,有机稠环化合物在太阳能领域取得了突破性进展。本文采用非共价键构建稠环化合物的策略设计合成了两个以苯并二噻吩二酮为中心核,双氰基茚满二酮或二氟双氰基茚满二酮为端基的A-D-A′-D-A型共轭小分子BDD-IC和BDD-IC4F。通过紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安法及密度泛函理论(DFT)计算对其光物理和电化学性质进行了研究,同时以这两个小分子作为受体材料制备了全小分子有机太阳能电池器件,研究了其光伏特性。研究结果表明,有氟取代的小分子BDD-IC4F比BDD-IC具有更宽的光学吸收,更深的HOMO和LUMO能级以及更高的热力学稳定性,基于BDD-IC4F的光伏器件获得了0.21%的光电转换效率。