1 太原理工大学材料科学与工程学院, 太原 030024
2 中新国际联合研究院, 能源平台, 广州 510555
以甲烷为碳源, 采用化学气相沉积(CVD)法制备了尺寸均匀(粒径在50~140 nm)的带有金属核心的纳米洋葱碳(CNOs)。通过微波加热对合成的CNOs进行纯化得到纯度为99%的洋葱碳材料, 并作为双极板导电填料应用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆。通过CNOs的表征和分析表明, 合成的CNOs中内嵌Fe-Ni纳米金属粒子。由接触角测试可知, 注塑工艺制备的洋葱碳基双极板的润湿角低于91°, 亲水性较商用石墨双极板有所改善, 有利于电子的传输。经自呼吸电堆耐久性和功率测试发现, 由洋葱碳基双极板组装的电堆在13.2 V下的输出功率达到58 W, 比商业石墨双极板电堆输出功率(48 W)提高21%。研究证实洋葱碳基复合材料可以提高PEMFCs电堆的功率密度、效率及寿命。
纳米洋葱碳 双极板 输出功率 自呼吸电堆 carbon nano-onion bipolar plate PEMFC PEMFC output power self-breathing stack
1 太原理工大学材料科学与工程学院，太原 030024
2 兴县经开区铝镁新材料研发有限公司，吕梁 033603
3 天津大学化工学院，天津 300350
高表面积介孔SiO2纳米球(KCC-1)具有纤维状以及独特的孔道结构，这使其拥有较高的比表面积和更多的暴露活性位点，KCC-1能够在表面有效地分散和稳定活性组分，作为载体负载活性组分时表现出优异的性能。本研究以含有大量N原子的三聚氰胺为碳前驱体，通过两步热解法制备得到氮掺杂的多孔碳材料，同时利用KCC-1具有纤维状这一特殊结构，将活性组分分散并限域在其表面，探索KCC-1含量对多孔碳材料结构与电化学性能的影响。研究表明，随着KCC-1含量的增加，材料的比电容整体呈先升高后降低的趋势。当加入KCC-1的质量分数为6%时，材料的比电容最高，为35.88 F·g-1(1 A·g-1电流密度下)，与未加入KCC-1的原材料相比提升了约588.7%，且经过换算后同等质量下活性组分的比电容最高能达到190.53 F·g-1。因此，本研究证明了KCC-1的限域效应能够有效提高活性组分的电化学性能及利用率，为将其应用在超级电容器中提供了一定的参考。
纤维状结构 两步热解法 多孔碳材料 限域 电化学性能 KCC-1 KCC-1 fibrous structure two-step pyrolysis porous carbon material confine electrochemical performance
1 泰山学院 机械与建筑工程学院,山东 泰安 271021
2 泰山学院 光伏材料与建筑一体化研究所, 山东 泰安 271021
利用光学近场激发与局域理论, 通过光学仿真软件建立银/金方阵微纳结构理论模型, 使用高分辨率光刻技术构建基于完美吸收体的聚合物/富勒烯太阳能电池结构, 实现活性层对太阳光谱从紫外到近红外全波段光谱的完美吸收, 提高了聚合物电池能量转换效率.设计和制备了结构上类似、彼此具备良好的“相容性”、在吸收光谱上互补的新型给体材料.与富勒烯受体材料混合制作三元体系的太阳能电池, 以最大程度地匹配太阳光谱, 该方法可以有效地提高器件对太阳光的响应能力, 产生大量的光生载流子, 大幅度地提高短路电流密度和开路电压.本文研究有望为获得新一代高效率、高稳定性的聚合物光伏器件提供参考.
聚合物富勒烯太阳能电池 三元体系异质结 Ag/Au matrix微纳结构理论模型 完美吸收体 性能仿真 Polymer fullerene solar cells Ternary heterojunction Ag/Au matrix micro- nano Structure Perfect absorber Performance simulation
南京邮电大学 光电工程学院 特种光纤材料制备及应用工程技术研究中心, 南京 210023
选用聚[9-(1-辛基壬基)-9H-咔唑-2,7-二基]-2,5-噻吩二基-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基-2,5-噻吩二基](PCDTBT)作为电子给体, [6,6]-苯基-碳71-丁酸甲酯(PC71BM)作为电子受体, 分别以邻二氯苯(ODCB)、氯仿(CF)以及邻二氯苯/氯仿(ODCB/CF)不同比例混合溶剂作为活性层溶剂制备有机薄膜太阳电池, 研究了不同溶剂对光伏电池光电性能的影响。结果表明: 合适比例的ODCB/CF(1/1)作为溶剂对制备的光伏器件紫外吸收光谱和外量子效率曲线都起到了积极的作用, 此时器件能量转换效率最高, 为2.28%, 较单一溶剂ODCB下制备的器件效率提高了42%。通过原子力显微镜表征发现此时器件光活化层有较好的相分离。
有机太阳电池 形貌 混合溶剂 邻二氯苯 氯仿 organic solar cell morphology mixed solvents ODCB CF
1 曲阜师范大学 激光研究所 激光偏光与信息技术山东省重点实验室，曲阜 273165
2 曲阜师范大学 物理工程学院，曲阜 273165
为了研究和揭示竹红菌甲素(HA)的宽带调谐发光物理机制，采用强激光激发的方法，主要研究了HA的强激发辐射效应,从一个侧面证实了激发态质子转移(ESIPT)的存在,同时进行了理论分析和实验验证，并给出了HA分子能级模型。结果表明，对于HA分子需要双光子吸收才能实现ESIPT过程。这一结果对进一步认识HA的发光物理机制是有帮助的。
光谱学 激发态质子转移 宽带调频 双光子吸收 能级模型 spectroscopy excited-state intramolecular proton transfer broadband modulation two-photon
1 曲阜师范大学日照校区计算机学院, 山东 日照 276826
2 南开大学现代光学研究所, 天津 300071
竹红菌甲素(hypocrellin A,HA)具有丰富的激发态特性,有可能在新型光动力疗法(PDT)光敏剂、激光染料和新型光电器件方面有一定的应用前景。利用瞬态光栅技术研究了竹红菌甲素分别在不同极性和粘度溶剂中以及溶剂本身的瞬态光栅特性,把其瞬态光栅的超快过程归结为竹红菌甲素质子转移形成的过渡态TS*的衰减,得出过渡态TS*瞬态光栅的寿命为10.5 ps。竹红菌甲素分子的质子转移过渡态TS*瞬态光栅寿命不受溶剂极性和粘度的影响。
光学材料 光动力疗法 激发态分子内质子转移 三维简并四波混频 瞬态光栅
1 曲阜师范大学日照校区计算机科学学院, 日照 276826
2 南开大学现代光学研究所, 天津 300071
为了对候选光敏剂竹红菌甲素(HA)进行改性并保持其优异的敏化特性,对HA的光谱特性和激发态性质作了进一步的指认。系统研究了HA在不同液相体系下的吸收和荧光光谱,对指认HA的光谱和电子跃迁的机制提出了新的依据,结果表明,吸收带I产生于π-π*跃迁,吸收带Ⅱ和Ⅲ产生于P-π共轭所导致的L→aπ跃迁的电子振动结构;荧光发射带I和Ⅱ是产生于同一跃迁机制S1(L,aπ)→S0的正常荧光的振动结构。
光谱学 吸收光谱 荧光光谱 光动力疗法 竹红菌甲素 激发态分子内质子转移
1 曲阜师范大学日照校区计算机学院, 山东 日照 276826
2 南开大学现代光学研究所,天津 300071
有机功能分子在开发新型光电子材料和光动力疗法(PDT)光敏剂方面是一个重要的研究热点;竹红菌甲素(HA)分子属于激发态质子转移(ESIPT)型分子，具有丰富的激发态特性，且反应速度快，在新型激光染料和新型光电器件方面有一定的应用前景。观察了竹红菌甲素分子的激射现象，其发射激光的范围在620～800 nm;并利用激射效应的特点为强激光条件下的质子转移提供了进一步的依据。利用瞬态光栅技术研究了竹红菌甲素的电子激发态特性，把其瞬态光栅的超快过程归结为竹红菌甲素质子转移形成的过渡态TS*的衰减，并得出过渡态TS*瞬态光栅的寿命为10.5 ps。
材料 光谱分析 激发态分子内质子转移 简并四波混频 瞬态光栅 荧光光谱
1 曲阜师范大学计算机学院, 日照 276826
2 南开大学现代光学研究所,天津 300071
详细研究了HA在分子筛MCM-41中的光谱特性,指定其在强激光脉冲激发下产生了双光子吸收,指认长波荧光发射带为激发态质子转移荧光。结果表明只有在强光作用下才发生激发态质子转移。
竹红菌甲素 光动力疗法(PDT) 激发态分子内质子转移(ESIPT) 分子筛 吸收光谱 荧光光谱 激光与光电子学进展
2004, 41(12): 27
1 曲阜师范大学计算机学院日照分部,日照,276826
2 南开大学现代光学研究所,天津,300071
从实验的角度研究了HA光敏剂激发态的敏化特性,建立了单态氧量子产率在近红外区的荧光光谱测量系统,测定了HA光敏剂的单态氧量子产率为0.78.结果表明,该类光敏剂具有较强的敏化效应,是一类有前途的光动力治疗(PDT)候选光敏剂.
竹红菌甲素 光敏剂 单态氧 量子产率 光动力治疗 Hyporcrellin A photosensitizer singlet oxygen quantum yield photodynamic therapy
