二维有机-无机钙钛矿闪烁体性能研究进展

二维有机-无机钙钛矿材料因具有优良的发光性能被广泛研究,在X/γ/中子射线探测和成像方面有较好的应用前景,其闪烁性能甚至超过了商用闪烁体。本文从射线与物质相互作用原理和二维有机-无机钙钛矿材料的基本发光性质出发,介绍了二维钙钛矿闪烁体相比传统闪烁体的发光优势,综述了其在射线探测领域的最新成果。最后,提出了目前面对的技术挑战和潜在解决方案,并对二维有机-无机钙钛矿闪烁体的未来发展趋势进行了展望。

易剥离镍基二维金属-有机框架晶态材料的制备、结构及表征

二维金属-有机框架纳米片是一类新兴的二维材料,其与块体材料相比具有更多可暴露的活性位点、快速的质子或电子传递等优点。制备易剥离的二维金属-有机框架纳米片的前驱体,即二维金属‐有机框架晶态材料是当前的一大挑战。以廉价且毒性较小的乙醇为反应介质、均苯三甲酸和N-基咪唑为共同配体,通过简单的一锅法制备了结构新颖的镍基二维金属-有机框架晶态材料Ni(C_(9)H_(3)O_(6))(C_(4)H_(6)N_(2))_(2)·0.6(C_(2)H_(5)OH)(1)和Ni_(3)(C_(9)H_(3)O_(6))_(3)(C_(5)H_(8)N_(2))_(6)·3.25(C_(2)H_(5)OH)(2),并对其进行了相关表征和剥离。实验中采用的反应介质乙醇毒性小、价格低廉、对环境污染性小且可循环利用,符合绿色化学的发展要求。该制备方法可为设计合成易剥离二维金属‐有机框架晶态材料提供借鉴。

刺激响应性有机-无机杂化溴氯化亚铜的制备

介绍了一个多刺激荧光响应有机-无机杂化溴氯化亚铜的制备、表征及性能测试的大学化学综合性实验。内容包括:有机-无机杂化溴氯化亚铜的制备,结构表征,以及对紫外(UV)光、水和热刺激发光性能的测试。本实验合成方法具有能耗低、操作简单快速、成本低的优点。学生通过本实验可以掌握溶液法的物理化学原理,提高基本实验技能,激发学生科学研究的兴趣,培养学生分析、解决实际工程问题和项目开发的能力。

碳布生长二维Co-MOF材料电容性能

以2,6-萘二羧酸为配体,通过一步溶剂热法在碳布表面制备了二维Co-MOF纳米片,并探究反应温度和反应时间对材料形貌和电化学性能的影响,经过SEM和XPS表征以及电化学性能测试。结果表明:制备的CoMOF纳米片形貌规整、分布均匀;当反应温度为160℃、反应时间为12 h的Co-MOF/CC的电化学性能最优;三电极测试体系中,当扫描速率为10 mV/s时其面积比电容为211.7 mF/cm^(2),在10 mA/cm^(2)电流密度下经过2000次循环后电容保持率为82.3%。

Ruddlesden-Popper型准二维钙钛矿温度依赖发光光谱研究

准二维Ruddlesden-Popper(R-P)卤化物钙钛矿具有优越的光电特性,在太阳能电池、发光二极管、激光器等光电器件中受到广泛关注,但严重影响载流子的弛豫和传输特性的激子-声子之间的相互作用还未得到充分揭示。与广泛研究的三维钙钛矿结构相比,准二维钙钛矿存在天然形成的量子阱结构,具有更大的激子结合能,激子效应更加明显,但对其激子-声子相互作用的研究仍然较少。因此,我们通过溶液法制备了准二维R-P型钙钛矿(PEA)_(2)Cs_(n-1)Pb_(n)Br_(3n+1)薄膜,其增益系数高达~1090.62 cm^(-1),获得了低阈值(~12.48μJ/cm^(2))的放大自发辐射。基于此,我们通过变温荧光光谱(77~300 K)和瞬态吸收光谱技术研究了(PEA)_(2)Cs_(n-1)Pb_(n)Br_(3n+1)薄膜随温度变化的发光特性,以阐述其内部的激子-声子相互作用对其发光性能的影响。发现在低温域内(77~120 K),由激子-声子相互作用引起的带隙变化相对较弱,晶格热膨胀占主导地位;随着温度升高,激子-声子相互作用对带隙变化产生较大影响。另一方面,激子-声子相互作用会促使发光光谱线宽加宽,但我们在77~120 K的温度范围内观察到了反常线宽变窄现象,这归因于由局域化效应引起的多量子阱中的能量转移机制;直到120 K之后,激子-声子相互作用引起的谱线加宽才足以逆转这一趋势。本文对准二维钙钛矿的激子-声子相互作用的研究对于提高准二维钙钛矿光学性能及其发光应用具有指导价值。

含Fe(Ⅲ)离子有机-无机层状类钙钛矿杂合物修饰电极对对苯二酚的电催化作用及测定

以酚藏花红为有机层、含三价铁的K3Fe(CN)6为无机层在空气中合成了有机-无机层状类钙钛矿杂合物修饰碳糊电极。利用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对其表面形貌和微观结构进行表征,并用循环伏安法研究了杂合物修饰电极的电化学性质,发现该电极对对苯二酚具有良好的电催化作用。结果表明,在pH5.0的PBS缓冲溶液中,对苯二酚在空白碳糊电极上为二步还原过程而在修饰电极上只有一步还原过程,修饰电极更有利于检测对苯二酚。采用微分脉冲伏安法在-0.4～0V电位范围内进行扫描,在-240.2mV处的还原峰电流与对苯二酚浓度在1.0×10-6～1.0×10-3mol/L范围呈良好的线性关系,相关系数为0.9951,检出限为4.73×10-7mol/L。对1.0×10-5mol/L的对苯二酚连续测定5次,相对标准偏差为1.8%。模拟样品中对苯二酚的平均加标回收率为102%。

零维有机-无机杂化金属卤化物的溶液合成、光物理性质及光电应用

零维(0D)有机-无机杂化金属卤化物作为一种重要的功能材料,由于其优异的发光特性,在照明、显示和X射线闪烁体等领域得到了广泛的关注。在0D有机-无机杂化金属卤化物中,金属卤化物多面体阴离子被有机阳离子包围并完全孤立,形成独特的“主-客体”结构。因此,0D有机-无机杂化金属卤化物通常表现出单个金属卤化物多面体的固有特性。然而,0D有机-无机杂化金属卤化物作为一种新兴的发光材料,除了包含显著的空间限域特征,其还有可调的微观相互作用,因此不同的成分对它们的发光物理机制具有显著的影响。基于此,本文首先介绍了0D有机-无机杂化金属卤化物的溶液合成方法、晶体结构特征和发光物理机制;然后详细分析了0D有机-无机杂化金属卤化物发光物理机制的调控以及光电方面的应用;最后,对0D有机-无机杂化金属卤化物的未来应用和研究进行了总结和展望。

二维无机-有机杂化层网骨架晶体的合成与结构

在温和条件下合成了二维层网结构的无机 -有机杂化晶体Zn(BDC) (C3 H3 N2 )·(DMF) (1)和Co2 (BDC) 2 (C5H5N) 4 ·2 (DMF)·(C5H5N) (2 ) ,并通过ICP和X射线单晶衍射分析等手段对其结构进行了表征 .1的晶胞数据 :C14 H14 N3 O5Zn ,Mr=3 69 65 ,单斜晶系 ,C2 /c空间群 ,晶胞参数a =2 10 5 9(4 )nm ,b =1 0 3 16(2 )nm ,c =1 483 6(3 )nm ,β =99 0 9(3 )° ,V =3 182 6(11)nm3 ,Z =4,DX=1 5 43Mg/m3 ,μ =1 5 71mm-1,F(0 0 0 ) =15 12 .最后的一致性因子为R =0 0 697,Rw=0 2 0 18.2的晶胞数据 :C47H47N7O10 Co2 ,Mr=987 78,单斜晶系 ,P2 (1) /n空间群 ,晶胞参数a =1 0 82 9(2 )nm ,b =1 5 43 1(3 )nm ,c =1 44 2 8(3 )nm ,β =10 1 65 (3 )° ,V =2 3 612 (8)nm3 ,Z =2 ,DX=1 3 91Mg/m3 ,μ =0 767mm-1,F(0 0 0 ) =10 2 4.最后的一致性因子为R =0 0 65 2 ,Rw=0 1888.1和 2的结构都是由无机簇M2 (CO2 ) 4 (M =Zn ,Co)通过苯环连接而形成的层网结构 .它们都存在由 4个无机簇与 4个苯环形成的环 ,其大小约为 0 .9nm× 0 9nm .由于咪唑和吡啶分别与 1和 2无机簇的两极配位 。

银纳米粒子修饰的二维金属-有机框架纳米片用于光热增强银离子释放抗菌

近年来,二维(2D)金属-有机框架(MOF)纳米复合材料被广泛的应用于生物医学领域,尤其是在抗菌方面。在此,我们通过光照诱导还银离子成功在二维MOF纳米片上生长银纳米粒子,得到了一种银纳米粒子(AgNPs)修饰的二维ZrFc-MOF(MOF-Ag)纳米片,并将其用于光热增强Ag+释放抗菌治疗。通过水热法和超声处理合成MOF纳米片,然后通过原位光辐照诱导还原在MOF纳米片上生长AgNPs。系列表征结果表明AgNPs成功负载到MOF纳米片上。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的修饰不仅可以增强MOF-Ag在溶液中的稳定性,还可以增强它的生物相容性。在近红外激光(NIR)照射下,MOF纳米片可以在短时间升温,而温度的升高可以加速AgNPs在溶液中氧化为银离子。通过细菌生长曲线、菌落相对数和细菌形态变化等实验表明PVP@MOF-Ag纳米片具有优异的广谱杀菌性能。此外,2D MOF纳米片良好的光热性能不仅可以增强Ag+的释放,还可以增强细胞膜的通透性,随后进入细菌中的Ag+可以诱导内源性活性氧的产生,从而引发细菌的氧化应激,实现高效抗菌。基于良好的体外抗菌性能,进一步将PVP@MOF-Ag纳米片用于小鼠伤口愈合,在此期间PVP@MOF-Ag纳米片表现出良好的治疗效果和生物安全性。我们的研究结果表明,PVP@MOF-Ag纳米片可以作为光热增强Ag+释放抗菌治疗和伤口愈合的有效平台。

二维手性层结构的无机-有机杂化磷酸镓(1,10-phen)Ga_2(HPO_4)_2F_2(H_2O)的水热合成与表征

在水热体系中 ,制备了二维手性层结构的 ( 1 ,1 0 -phen) Ga2 ( HPO4 ) 2 F2 ( H2 O)无机 -有机杂化磷酸镓化合物 (简称 JGP-7) .用 X射线粉末衍射、元素分析、诱导耦合等离子体、红外光谱、热重分析和 X射线单晶衍射对其进行了表征 .单晶结构分析表明 ,该化合物属单斜晶系 ,P2 1 /c空间群 ,晶胞参数 a=0 .760 4( 1 ) nm,b=2 .1 691 ( 4) nm,c=0 .995 2 ( 2 ) nm,β=99.93 ( 3 )°,V=1 .61 93 ( 3 ) nm3,μ=3 .60 7mm- 1 ,Z=4,F( 0 0 0 ) =1 1 2 0 ,R1 =0 .0 3 75 ,w R2 =0 .0 5 69,GOF=0 .986.JGP-7的骨架由四元环组成的 Ga( 1 ) -P( 1 ,2 ) -O一维链与 Ga( 2 ) 2 F4 ( H2 O) 2 二聚体通过共用桥 O原子构成具有 4-,1 0 -元环的层状结构 ,无机层状结构间呈现手性对映 .这个无机层通过 1 ,1 0 -邻菲罗林配体相互作用形成的 π-π堆积扩展为三维超分子结构 .

层状类钙钛矿结构有机-无机杂合物的结构设计思想

层状类钙钛矿结构有机-无机杂合物是由有机、无机组元在分子尺度上组装而成的一类新材料,其结构和能带具有可设计可控性,因此应用前景广阔。论述了无机类钙钛矿和类钙钛矿杂合物在结构上低维拆分与组装的设计思想。

层状类钙钛矿结构有机-无机杂合物的结构与性能

层状类钙钛矿结构有机-无机杂合物是由有机、无机组元在分子尺度上组装而成的一类新材料,其结构和能带具有可设计可控性,因此应用前景广阔。综述了层状类钙钛矿杂合物的结构形成规则和组成、结构变化对能带及其电子学性能的影响。

层状类钙钛矿结构有机-无机杂合物的制备

综述了近年来层状类钙钛矿结构有机-无机杂合物的制备方法,包括有机元、无机元的选择及其合成。

有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的研究进展

随着纳米科技的发展,有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的设计合成与应用成为新的研究热点。综述了有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米链的磁场诱导自组装、模板诱导自组装和偶极诱导自组装等制备方法,并介绍了其在光学、生物医学和水处理等领域的应用。最后指出有机-无机杂化一维磁性自组装聚合物纳米材料制备技术存在的不足,并对其应用前景进行展望。

有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物闪烁体研究进展

近年来,有机-无机杂化金属卤化物材料由于其优异的光电性质引起了研究人员的广泛关注。其中低维铜(Ⅰ)基卤化物作为高效发光材料的代表,在照明与显示、辐射探测等领域表现出良好的应用前景。有机无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物的组成和结构丰富多变,给研究人员提供了巨大的研究空间。本文综述了有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物作为发光材料的研究进展,并以[CuX_(n)](X=Cl,Br,I)结构单元及其连接方式为依据,对离子型有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物进行了系统的分类,总结了其组成-结构-性质之间的构效关系。讨论了有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物的发光机制和光物理过程,并重点归纳了用于X射线探测的有机-无机杂化铜(Ⅰ)基卤化物闪烁体的最新进展。最后,对这一新兴的研究领域做出了展望。

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池研究进展

高效率的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池是太阳能电池研究领域的明星,近年来取得了蓬勃发展。由染料敏化电池发展而来的钙钛矿太阳能电池具有成本低、能带窄、吸光系数高、载流子迁移率高等一系列显著的优势,使其在科学研究和商业应用领域表现出了极大的潜力。综述了钙钛矿太阳能电池的结构和关键材料的研究进展。

三取代钨硅酸二聚体有机-无机杂化化合物的合成与结构

合成了2种三取代Keggin结构钨硅酸盐的无机-有机杂化化合物[Na3CuL6(H2O)6][(H3SiW9Fe3(OH)3O34)2(μ-OH)3]·21H2O(1)和(Him)6[Na2(H2O)2{SiW9Al3(OH)3(H2O)2O33(μ3-O2/2)}2]·14H2O(2)(L=6-氨基己酸,im=咪唑).采用X射线单晶衍射法测定了其结构.在化合物1中,2个三取代杂多阴离子SiW9Fe3(OH2)3O10-37缩去3个水分子、共用3个氧原子(Fe—O—Fe)形成二聚杂多阴离子.通过配离子、二聚阴离子和结晶水分子之间的氢键将其连接成晶体.在化合物2中,2个三取代杂多阴离子SiW9Al3(OH2)3O10-37共用AlO6八面体的一个边形成二聚杂多阴离子.钠离子接受2个二聚体的配位形成一维链结构.

层状类钙钛矿有机-无机杂合物(C_nH_(2n+1)NH_3)_2MCl_4的溶解性研究

用原子吸收光谱法和化学滴定法测定了层状类钙钛矿有机-无机杂合物(CnH2n+1NH3)2MCl4(其中M=Mn,Co,Cu,Zn;n=2,4,6,8,10,12)在石油醚、环己烷、丙酮、三氯甲烷、DMF、甲醇、水共7种溶剂中的溶解度。通过溶解度的分析发现,各杂合物易溶解于极性溶剂中,这被归因于杂合物的极性,且杂合物中有机铵离子与溶剂中强供电子基团之间的作用力大于和无机层中卤素离子之间的力时,杂合物结构解体并溶解。Zn系和Co系比Mn系和Cu系在极性溶剂中具有更大的溶解度,这是因为Zn系和Co系有机层和无机层之间的作用力比Mn系和Cu系的要弱。

新型三维无机-有机杂化材料的水热法合成

文中通过溶剂热法合成无机 有机杂化材料Co2 (bpp) 4 V4O12 ·4H2 O(bpp为 1,3 联 (4 吡啶基 )丙烷 ) ,对影响溶剂热反应的主要因素如反应物摩尔比、反应温度、pH值等进行系统研究 ,确定了合成这种新型化合物的最佳条件。同时还比较说明刚性 4 ,4’ 联吡啶和柔性 1,2 二 (4 吡啶基 )乙烷和 1,3 二 (4 吡啶基 )丙烷对无机骨架的影响和Co2 (bpp) 4 V4O12 ·4H2 O晶体结构的新颖之处。

给体-受体型二维共轭聚合物的分子共平面性对阻变均一性的影响

有机忆阻器具有超快速度、超低功耗、非易失性存储等优势,有希望成为突破当前冯·诺依曼瓶颈和摩尔定律极限的关键电子元器件。利用2,6-双(三甲基锡)-4,8-双(5-己基-2-噻吩)-苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩,4,9-二溴-6,7-双苯基[1,2,5]噻二唑-[3,4-g]喹喔啉和4,8-二溴苯并[1,2-c:4,5-c']双[1,2,5]噻二唑,通过Stille偶联法合成得到两种新型二维共轭给体-受体型聚合物pBDTT-PTQx和pBDTT-BBT,通过选取位阻较小的取代基、长度较短的烷基链和强推拉电子效应的共轭给体-受体单元优化分子共平面性,并对比研究了共平面性对材料阻变特性的影响。两种材料均具有高鲁棒性的Flash型阻变行为,可循环擦写100圈以上,其中pBDTT-BBT具有更好的分子共平面性,器件表面均方粗糙度仅为1.71 nm,开/关电压的扰动系数仅为9.4%和6.7%,高/低阻态的扰动系数为13.7%和9.4%,相较于PBDTT-PTQx,开/关电压与高/低阻值的稳定性和均一性获得很大提升。