摘要：采用高温熔液法合成了一种新的深紫外双折射晶体LiB_(5)O_(5)F_(2)(OH)_(4)(LBOFH).其结构中含有新的[B_(5)O_(5)F_(2)(OH)_(4)]阴离子基团,其由四个π共轭基元构成,即:两个[BO_(3)]和两个[BO(OH)_(2)]通过[BO_(2)F_(2)]基团连接成近共面构型.该阴离子基团具有非常大的各向异性极化率和HUMO-LUMO能隙,同时LBOFH表现出大双折射(0.124@546 nm)和宽带隙(7.99 eV)间的平衡.该工作为利用这种新型阴离子基团设计和合成深紫外双折射晶体提供了新的可能性,羟基氟硼酸盐也拓展了探索深紫外双折射晶体的研究体系.

摘要：为了实现高效的激基复合物发光二极管(OLED),我们设计并合成了一种新型给体-间隔基-受体(D-Spacer-A)结构分子3Cz-o-TRz.通过引入二苯醚基团作为间隔基,可以有效地抑制3Cz-o-TRz分子内的电荷转移过程,使其在单分子态下能够同时表现出给体和受体片段的本征特性,从而能够作为多功能组分来构建激基复合物.基于此,3Cz-oTRz分别与不同的受体材料和给体材料结合,构建了六种激基复合物发光分子.其中,基于3Cz-o-TRz分别作为给体和受体组分所构建的激基复合物OLED器件均实现了最大外部量子效率(EQE)约为12%的性能.并且,通过串联激基复合物TAPC:3Cz-o-TRz和3Cz-o-TRz:PO-T2T为发光分子进一步提高了器件性能,最大EQE可达14.1%.我们的工作证明了具有D-Spacer-A结构的分子在构建激基复合物OLED中具有巨大潜力.

摘要：宽带有机光电探测器(OPDs)可以集成到各种可穿戴设备中,在健康监测等领域显示出巨大的应用潜力.这里,我们以酞菁铅(PbPc)和富勒烯(C70)小分子分别作为给体和受体,基于MoO_(3)俘获电子辅助空穴隧道注入的机制实现了高性能宽带倍增型有机光电探测器(PM-OPDs).为了控制PbPc分子的晶相结构,我们分别制备了PbPc:C70体异质结(BHJ)和PbPc/C70平面异质结(PHJ)器件.可以看出,PHJ器件表现出更强的近红外吸收特性,即更有利于PbPc分子形成三斜相结构.我们进一步使用具有吸收互补特性的材料(PbPc和SubPc)作为有源层,采用PHJ/BHJ混合异质结结构,制备了在300–1000 nm范围内平坦的全色PM-OPDs.在-8 V反向偏压下,制得的全色PM-OPDs在整个光谱响应范围内的外量子效率都超过1000%.最后,我们在聚对苯二甲酸乙二醇酯基板上制备了柔性全色PM-OPDs,并成功地实现了人体脉搏信号的检测.本文通过设计器件结构和选择合适的材料,为获得高性能全色PM-OPDs提供了一种新策略.

摘要：粒径小于5 nm的极小尺寸氧化铁纳米颗粒(ESIONPs)作为T_(1)加权磁共振成像(T_(1)-MRI)造影剂展现出巨大的发展前景.然而,具有良好生物相容性的ESIONPs的批量生产仍然难以实现.本研究通过特别设计的气/液混合相流体反应器结合共沉淀合成方法,实现了聚葡萄糖山梨醇羧甲基醚(PSC)包覆的ESIONPs的连续制备,且其粒径在1.8–4.0 nm范围内可控.在不同粒径的ESIONPs中,粒径为3.7 nm的ESIONPs具有最好的T_(1)-MRI造影效果,特别是在临床3 T磁共振扫描设备下具有高的r_(1)值(4.11(mmol L^(−1))^(−1)s^(−1))和低的r_(2)/r_(1)值(7.90),并且在水相、细胞和血管环境中均展现出良好的T_(1)-MRI对比效果.此外,PSC包覆的ESIONPs具有良好的生物安全性,在水相中具有良好的分散性和长期稳定性,有望成为临床可用的安全有效的T_(1)-MRI造影剂.

摘要：将甲烷直接转化为燃料和高附加值化学品引起了越来越多的研究兴趣,然而由于甲烷的化学惰性,实现这一过程仍然是一个巨大的挑战.本文设计了12种单原子合金催化剂(SAAs)应用于甲烷的活化,利用密度泛函理论(DFT)计算和微观动力学模拟筛选出对甲烷C–H键解离具有优异催化活性的单原子合金,并在此基础上进一步研究了甲烷选择性氧化制甲醇的机理.计算结果表明,惰性金属Ag、Au和Cu基底中掺杂Ir单原子具有更高的甲烷解离活性,这主要源于甲烷C–H键与Ir原子投影d轨道之间的相互作用.在引入分子氧之后,我们提出了甲烷选择性氧化制甲醇的三种反应机理.通过DFT计算确定了3条途径的完整反应网络,同时微观动力学模拟揭示了实际反应条件下每种SAA表面上反应物种覆盖度的变化.表面覆盖度分析表明,在所有的温度范围内,Ir1/Ag表面都有利于氧化反应,而Ir1/Au和Ir1/Cu只在有限的温度区间内有利于该氧化过程,表明Ir1/Ag单原子合金是甲烷选择性氧化制甲醇反应中非常有效的单原子合金催化剂.

摘要：由于材料内部存在高效的非辐射复合,这使得实现高质量的环保量子点仍然具有挑战性.本文中,我们探索了通过冷却工程调节激发态对实现高质量的ZnSeTe核壳量子点的影响.研究发现,超快热载流子俘获和带边载流子俘获是ZnSeTe量子点发射效率低下的主要原因.我们通过设计冷却工程抑制上述过程,并且结合电子和光谱表征分析了其潜在机制.经过冷却优化的ZnSeTe量子点表现出高量子发光效率(>90%)和稳定性,这可与经典的CdSe量子点相媲美.基于这种量子点的白光发光二极管(WLED)表现出优异的光学性能,包括高显色指数(80)和良好的相关色温(7391 K).此外,高性能的WLED还可以用作环保可见光通信.这些结果表明了环保量子点在实际应用中的可行性.

摘要：设计廉价和高效的双功能催化剂应用于CO_(2)还原和O_(2)还原反应(CO_(2)RR和ORR)是实现碳中和的理想选择.因此,本文研制出铌原子分散固定在氮掺杂有序介孔碳(Nb-N-C)上的双功能CO_(2)RR和ORR催化剂用于锌-空气电池(ZAB)自驱动CO_(2)RR.得益于高铌原子利用率和有序介孔结构,Nb-N-C催化剂展现出高达90%的CO法拉第效率,ORR的半波电位活性为0.84 V,ZAB的峰值功率活性为115.6 mW cm-2.此外,采用两个串联的ZABs单元作为自供能CO_(2)RR系统的电源,能够连续将C O_(2)转化为C O.该自供能系统前10小时的C O平均产率为3.75μmol h-1mg-1cat.理论计算表明,铌原子分散固定在氮掺杂的碳上形成Nb–N配位键,从而有效地降低CO_(2)RR的决速中间体*COOH和ORR的决速中间体*O的生成能垒.

摘要：电化学CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)的串联电催化策略是将CO_(2)到C_(2+)的多个步骤解耦为单独催化的CO_(2)到CO和CO到C_(2+)的两个步骤,以提高法拉第效率(FE).然而,由于CO从生成位点到反应位点的传质限制,这种策略对于C_(2+)的高速率生产仍然是挑战.本文设计了CuO/Ni单原子(SAs)串联催化剂,使得用于独立催化CO_(2)-到-CO和CO-到-C_(2+)的Ni和Cu的催化位点紧密相邻,能够原位产生和快速消耗***/Ni SAs串联催化剂实现了高C_(2+)的部分电流密度(1220.8 mA/cm^(2)),同时仍然保持了优异的C_(2+)FE(81.4%).

摘要：本文设计并合成了一种新型喹喔啉类聚合物给体PBQ8,其在喹喔啉单元上具有正辛基侧链,与先前报道的PBQ5(异辛基侧链)具有相同的聚合物骨架结构.与PBQ5相比,PBQ8表现出更强的分子间相互作用和更好的分子堆积.当其与聚合物受体PY-IT共混时,基于PBQ8:PY-IT的全聚合物太阳能电池表现出远高于PBQ5:PY-IT器件效率,其能量转化效率为17.04%,这是目前全聚合物太阳能电池中的最高效率之一.结果表明,聚合物给体的侧链工程是进一步提高全聚合物太阳能电池光伏性能的有效途径.

摘要：可被蓝光激发的高热稳定性红色荧光粉是制作高性能白光二极管(WLED)的关键材料.研究发现,Ce^(3+)掺杂的SrLaScO_(4)(SLO:Ce^(3+))荧光粉在440 nm激发下呈现峰值为640 nm的反常宽带红光发射.光谱学和结构分析证实Ce^(3+)离子在SLO中进入[LaO_(8)]多面体,产生强的晶体场劈裂和较大的Stokes位移,实现了比Eu^(2+)更低能量的红光发射.我们还设计并揭示了一种电荷转移相互作用的策略:在Sc^(3+)位置引入电负性较大的Ga^(3+),Ga^(3+)可以吸引更多邻位配合基团的电荷,以减少导带底部的电子占用而扩大带隙.Sc/Ga取代有效地抑制了热激活电离过程,使SrLa(Sc,Ga)O_(4):Ce^(3+)的热稳定性获得了显著提升,即在150℃的发光强度比(相对于20℃)从15%提升至31%.本研究为发现具有良好热稳定性的新型Ce^(3+)掺杂红色荧光粉提供了有效的设计原则.