对富勒理论的检验:准教师关注阶段的再验证

以富勒的关注阶段为理论基础,调查了576名准教师,具体了解了准教师的关注焦点和关注阶段。研究显示:准教师在没入职时对教师关注处于两种方向,一种是无关关注,另一种是“无焦点”的普遍关注,即没入职的准教师的关注阶段遍及了所有阶段,这种关注是没有焦点的,与富勒的准教师对和教学相关的内容不关注的结论的内涵不一致。无关关注、教师的普遍关注、作为新手教师的关注,这三个阶段共同构成准教师的生存关注阶段。

富勒烯吡咯烷衍生物的合成及其在反式钙钛矿太阳能电池中的应用

[目的]由于目前在反式钙钛矿太阳能电池中使用最广泛的富勒烯基电子传输材料[6,6]-苯基-C_(61)-丁酸甲酯(PCBM)存在合成复杂、成本高的问题,因此开发低成本、可溶液处理的新型富勒烯电子传输材料具有非常重要的意义.[方法]采用Prato反应一步合成两种低成本的新型富勒烯吡咯烷衍生物F1和F2,并将其作为电子传输材料应用于反式钙钛矿太阳能电池.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法研究了这两种富勒烯分子的能级,并研究了由这两种富勒烯吡咯烷衍生物作为电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池的光伏性能.[结果]含有苯甲酸酯侧链的F2比含有烷基酸酯侧链的F1具有更高的电子迁移率,因此对应的器件获得了更高的填充因子和光电转换效率.最终,以F2作为电子传输层的反式钙钛矿太阳能电池获得了最高19.86%的光电转换效率,这一结果与同等实验条件下制备的基于PCBM的对照器件的效率基本一致.[结论]本研究采用Prato反应一步合成了两种富勒烯吡咯烷衍生物,并发现侧链对其光伏性能有重大影响.该项工作对于开发兼具高效率和低成本的可溶液处理的富勒烯基电子传输材料的设计具有一定的参考价值.

密度泛函理论研究富勒烯C_(70)对偏二甲肼与NO_(2)的抽氢反应机制

为了探讨富勒烯(C_(70))作为催化剂用于偏二甲肼(UDMH)推进剂分解的可行性,采用密度泛函理论(DFT)研究了UDMH分子与C_(70)团簇分子的相互作用,分析了UDMH在C_(70)表面的吸附行为及分解路径,计算获得了UDMH在C_(70)存在时发生抽氢反应的活化能和反应热。结果表明,UDMH分子在C_(70)表面表现为两种吸附构型,主要发生物理吸附且吸附能较小,C_(70)分子的加入并未改变UDMH分解的初始和次级反应位点,在与NO_(2)抽氢反应时表现为在NH _(2)基团上依次发生。与纯UDMH分解相比,A、B两种吸附构型中UDMH分解初始基元反应的反应活化能分别下降了19.4 kJ/mol、21.1 kJ/mol,反应热分别降低了24.2 kJ/mol和27 kJ/mol。因此,C_(70)对于UDMH分解的前两步反应具有催化能力,能够促进UDMH的分解。

非富勒烯小分子受体的官能团取代效应

为进一步促进有机太阳能电池的发展,以最近合成的A-D-A′-D-A型非富勒烯小分子受体IDTP-4F(IDTP-R)为参考分子,通过用-CN/-COOCH_(3)官能团取代其末端受体单元中的氟原子设计了IDTP-R1~IDTP-R3三种受体。利用密度泛函理论和含时密度泛函理论对这些分子的基态和激发态进行了理论模拟,研究结果表明,设计分子具有比IDTP-R更窄的能隙、更高的电子亲和势、更低的化学硬度、更强的电子接受能力、显著红移的吸收光谱、更小的激发能和结合能,尤其是IDTP-R2,其在大多关键参数方面都优于其他设计分子,将表现出更好的光伏性能。

一种[60]富勒烯环丙烷二羧酸酯衍生物的合成研究

在众多的富勒烯衍生物中,富勒烯环丙烷化合物因其在太阳能电池和生物医药等领域的独特性能而备受关注。但已报道的制备富勒烯环丙烷化合物的方法仍然有一些局限性,例如反应条件苛刻、化学选择性不易控制、反应底物种类有限等。本研究通过[60]富勒烯与碘叶立德的简单一步反应,合成了一系列单加成与多加成富勒烯环丙烷二羧酸酯衍生物。该反应具有操作简单、反应条件温和、产物单一等优点。同时,制备的富勒烯环丙烷二羧酸叔丁酯可以在对甲苯磺酸存在下进行水解,定量转化为水溶性富勒烯环丙烷二羧酸衍生物,增强了富勒烯衍生物在各个领域的潜在应用价值。

富勒烯掺杂的光致聚合物的全息存储特性研究

研究了富勒烯对六官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯/环氧树脂(RJ423/EPIKOTE 828)体系光致聚合物的全息性能的影响,分析了富勒烯(C_(60))材料以及曝光光强对光致聚合物衍射效率的影响。通过吸收光谱结合X射线衍射图谱分析,掺杂的富勒烯既没有和聚合物中的其他成分发生化学反应,也不影响材料本身的结构和结晶性能。实验结果表明,富勒烯掺杂提高了单体聚合反应的速率,并且参与活性单体分子之间的扩散。在光强20 mW/cm^(2)、时间40~50 s、厚度200µm时,光致聚合物的衍射效率提升到86%,感光灵敏度达到1.32 cm^(2)/J,收缩率降低了约80%。由于C_(60)促进聚合,抑制体积收缩,从而增强全息存储的稳定性,经过全息图像存储实验对比,证明该光致聚合物掺杂富勒烯之后具有优秀的全息存储性能,同时也表明富勒烯掺杂的光致聚合物在全息储存领域具有较大的应用前景。

富勒烯(C_(60))与双层氢氧化物的凝聚动力学

该文为探究纳米颗粒进入环境后,与环境中无机矿物发生相互作用而导致的凝聚状态变化,通过在20℃和90℃制备2种双层氢氧化物MgAl-LDH20和MgAl-LDH90,采用Zeta电位分别研究了单一和混合纳米颗粒体系富勒烯(C_(60))的凝聚动力学。结果表明,往MgAl-LDHs的悬浮液中加入电解质(NaCl),计算得到其临界凝聚浓度(CCC)分别为CCC_(MgAl-LDH20)=209.12 mmol/L和CCC_(MgAl-LDH90)=166.27 mmol/L。MgAl-LDHs悬浮液与C_(60)悬浮液按不同比例(120∶1、60∶1、30∶1)混合后,Zeta电位(ζ)显著下降,且ζ的下降程度随C_(60)浓度的升高而增大。在单一体系中,MgAl-LDHs的k_(fast)均小于3,而在加入C_(60)后,混合体系的k_(fast)均大于3,表明MgAl-LDHs与C_(60)由于静电作用加速了颗粒的聚集。LDHs的存在能够降低水环境中C_(60)迁移性,且微量的C_(60)进入MgAl-LDHs悬浮液体系时,MgAl-LDHs悬浮液单一体系的稳定性是混合体系稳定性的决定性因素。

非富勒烯有机体异质结中磁光电流及相干自旋混合理论研究进展

有机非富勒烯分子受体,又称稠环电子受体,由于其优良的光电转换性质,现已成为备受关注的有机光电子材料之一。基于该类材料所发展的有机体异质结太阳能电池,其能量转换效率已逼近20%。而制备高效稳定的有机体异质结太阳能电池离不开对材料物性和光伏过程的深入探索。在众多研究体系中,非富勒烯光伏自旋动力学的发展尚处于起步阶段,其内在的光物理机理尚未明确。而光激发磁光电流技术能通过监测有机体异质结中极化子对的解离,在器件工作状态下,原位表征光伏自旋动力学过程。本文结合实验和理论研究,科学地阐述目前主流的有机磁光电流理论基础及函数模型,如低磁场下的超精细耦合效应和自旋-轨道耦合效应,高磁场下的Δg机制;探讨不同有机体异质结在不同表征条件下如偏压、温度、光强的信号差异;最后,讨论了超快光谱技术在有机体异质结体系中的应用。

羧基富勒烯增强g-C_(3)N_(4)材料的制备及光降解罗丹明B的研究

富勒烯具有合适的能带间隙,能够实现快速的光诱导电荷分离和相对缓慢的电荷重组,被认为是一类增强半导体光催化活性的优良材料。本研究中通过Prato反应在富勒烯表面引入羧基制得衍生物C_(60)-(COOH),采用可见-近红外光谱、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和质谱对合成的产物进行表征,表明了合成的羧基富勒烯衍生物是1到4加成的羧基化衍生物。通过液相沉淀法制备C_(60)/g-C_(3)N_(4)和C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)复合材料,采用X射线衍射、紫外-可见漫反射等分析手段表征复合材料的性质,并使用合成的复合材料在可见光下对罗丹明B进行光催化降解实验,实验表明C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)复合材料具有最高的光催化活性,其光催化降解罗丹明的速率为C_(60)/g-C_(3)N_(4)复合材料的1.3倍,是g-C_(3)N_(4)复合材料的1.6倍。此外还对g-C_(3)N_(4)、C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)、C_(60)/g-C_(3)N_(4)复合材料做了回收实验。实验结果表明C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)复合材料仍可以降解49.4%的罗丹明B,是g-C_(3)N_(4)复合材料的1.2倍,是C_(60)/g-C_(3)N_(4)复合材料的1.7倍。上述实验结果表明,羧基化的富勒烯是比富勒烯更高效的增强光催化活性物质,由此制备的半导体复合材料是一种有应用前途和非常有效的光催化剂,能够有效地降解有机污染物。

光致异构分子修饰改性富勒烯复合材料的合成及性能研究

C60富勒烯为零维碳纳米材料,具有笼状空间结构和优异物化特性(如超导、光催化等),在能源、电子、医药及太阳能等领域中具有极大应用潜力。然而,C60自身特殊的分子结构决定了其本征较差的溶解性和加工性能,限制了其实际应用。因此,高效的表面修饰和表面功能化成为C60复合材料当今的研究热点。针对传统C60复合材料制备方法需要使用有机溶剂、产率不高的现状,提出了一种简便的水相合成法,即通过表面羟基化和自由基加成反应,合成具有光敏特性的偶氮苯分子修饰的富勒烯复合材料AZOC-FC60。利用红外光谱、X射线光电子能谱、紫外可见光谱等技术,对复合材料的结构和光致异构特性进行表征。结果表明,AZOC-FC60复合材料中,AZOC与FC60为共价接枝方式,AZOC分子的功能密度约为1∶41(即每41个C原子接枝1个AZOC分子),使AZOC-FC60复合材料具有较高的功能密度。AZOC-FC60复合材料的结构与FC60类似,为球状团聚结构,但其表面凹凸不平,这是由于AZOC接枝在FC60表面所导致。通过增强分子间相互作用,提高了AZOC-FC60复合材料的光响应特性和结构稳定性,使其回复半衰期提高了4个数量级。综上研究,开发了一种工艺简便的富勒烯复合材料的水相合成法,极大拓展了该复合材料在光热存储/光催化等领域中的应用潜力。

C60富勒烯的安全性评价及法规管理现状

旨在了解C60富勒烯在化妆品中使用的安全性评价及法规管理现状,为我国该类化妆品原料监管提供参考。研究和总结近年来纳米C60富勒烯安全性评价的相关文献报道及化妆品法规管理现状。欧盟委员会、美国、中国发布了与化妆品纳米材料有关的技术法规,可用于指导对其安全性评价。现有研究表明对纳米尺寸下的富勒烯的毒理学研究数据有限,建议持续关注富勒烯在化妆品中的使用情况和安全性评价研究进展。

非富勒烯电子受体多尺度分子聚集体

有机太阳能电池的光活性层由p型电子供体和n型电子受体构成.这些有机半导体分子的共轭结构和杂元素使其分子间存在强非共价键作用,易于自组装形成分子聚集体,展现出与单个分子截然不同的光电性能,更决定了太阳能电池光吸收、激子解离和电荷传输等光电转换过程.本文介绍了n型非富勒烯电子受体材料在分子及微纳尺度下的多级聚集体形态,包括强结晶性非富勒烯受体的堆叠、成核、结晶机制与抑制手段,以及弱有序非富勒烯受体无规聚集及有序性提升策略.最后,重点讨论了非富勒烯电子受体纤维化的研究进展及关键技术,并对未来高性能非富勒烯电子受体的结构设计和聚集调控进行了总结和展望.

环糊精富勒烯衍生物原料合成、表征及安全性测评

合成了一种新型的环糊精和富勒烯的衍生物,进一步提高了富勒烯的水溶性,通过核磁、元素分析、光谱分析、隧道扫描电镜和X粉末衍射对材料进行了表征,光谱分析表明组装体在343nm处有一个较宽的肩峰,并且在350-600nm的范围内有大的尾带吸收,表明有C60的存在;从STM图像可推断出环糊精空腔与富勒烯尾对尾式的分子间弱相互作用形成规则的线性排列;X-射线粉末衍射实验显示聚集体11新出现了2θ=11.52°(d=7.68A),2θ=14.62°(d=6.05A),2θ=25.5°(d=3.49A),2θ=29.62°(d=3.01A),2θ=31.68°(d=2.82A)的特征衍射峰,证明了环糊精和富勒烯形成了超分子聚合体。通过理化安全性测试,结果表明样本未检出相关风险物质、污染物、化妆品禁用物质、化妆品限用物质等影响化妆品安全性的指标。通过毒理安全性测试结果表明样品未检测出光毒性、未检测出眼刺激性/腐蚀性、皮肤刺激性和细胞毒性。本研究为新型的环糊精和富勒烯的衍生物作为化妆品原料使用提供了技术数据支撑。

聚丙烯/富勒烯复合材料热力学性能分子动力学模拟

为了改善聚丙烯(PP)的热力学性能,使其在高压电缆中得到更好的实际应用,从微观层面探讨掺杂富勒烯(C_(60))对PP热力学性能的影响,采用分子动力学方法建立了纯PP,PP/C_(60)及掺杂羟基和氨基修饰的C_(60)复合体系(PP/C_(60)-OH和PP/C_(60)-NH_(2))的4组分子模型,计算了各模型的内聚能密度、溶解度参数、相互作用能、热导率、玻璃化转变温度(T_(g))、自由体积分数、不同温度下的弹性模量和体积模量与剪切模量之比。结果表明,富勒烯C_(60)、经羟基和氨基修饰的C_(60)都与PP有良好的相容性,且均能改善PP的热力学性能。热性能方面,PP/C_(60)-OH和PP/C_(60)-NH_(2)体系的热导率较纯PP体系分别提高了9.18%和15.82%,T_(g)从256 K分别提高到279 K和286 K。力学性能方面,复合材料刚性降低,PP/C_(60)-OH和PP/C_(60)-NH_(2)体系的弹性模量较纯PP分别降低了5.99%和9.51%,韧性增强,PP/C_(60)-NH_(2)体系的增韧效果最好,PP/C_(60)-OH体系次之。综合分析四种体系的热力学仿真结果表明,加入经氨基修饰的C_(60)改善PP的热力学性能最明显,PP/C_(60)-NH_(2)复合材料具有更优异的综合性能,同时为抑制PP热老化及开发环保型电缆材料提供参考。

富勒烯制备及其应用研究进展

本文主要从富勒烯的制备、提纯和应用三方面进行综述,通过分析产率和成本等因素,对富勒烯的制备和提纯方式进行优缺点对比,重点阐述富勒烯材料在润滑、催化、生物医学等领域的应用现状,并指出富勒烯的制备和提纯方式应朝着低成本、高产率的方向进一步优化改进。同时,要加强富勒烯应用反应机理的理论研究,以便从设计角度对富勒烯材料进行开发。

基于紫外可见分光光度法的富勒烯纯度测量不确定度评定

富勒烯纯度影响了其力学、热学等性能及其在润滑、超导等领域的应用。紫外可见分光光度法仪器简单、操作简便,适用于富勒烯纯度的快速测量。然而,目前紫外可见分光光度法对富勒烯纯度测量的相关文献中,尚未有对测量影响因素的系统分析。因此,基于紫外可见分光光度法,建立了C 60富勒烯纯度测量的数学模型,通过分析紫外可见分光光度法测量富勒烯纯度的不确定度来源,进行不确定度评定。结果表明:电弧法合成的C 60富勒烯纯度为(74±7)%,k=2;燃烧法合成的C 60富勒烯纯度为(99±9)%,k=2。同时,通过不确定度评定,分析最大不确定度分量主要来源于标准曲线的拟合和标准系列溶液的配制,为后续基于紫外可见分光光度法的富勒烯纯度测量降低不确定度、提高测量准确性提供了技术依据。

不同卤化端基的非富勒烯受体对有机太阳能电池的影响

非富勒烯受体(NFAs)的端基卤化是制备高性能NFAs有机太阳能电池(OSCs)的有效方法.本文合成了3种NFAs(BTP-SSe-F,BTP-SSe-Cl和BTP-SSe-Br),其具有不同的卤化端基,分别为IC-2F,IC-2Cl和IC-2Br.对3种NFAs的光物理性能、电化学性质、有机光伏性能和活性层形貌等进行测试分析发现,氟化NFAs比氯化和溴化NFAs具有更低的能级.3种NFAs的紫外-可见吸收光谱相比于常见的受体材料都出现了红移,而且BTP-SSe-F具有更强的分子间作用力.BTP-SSe-F具有更优异并且平衡的电子和空穴迁移率.与BTP-SSe-Cl和BTP-SSe-Br相比,BTP-SSe-F共混膜具有更合适的粗糙度、更好的相分离尺寸和更强的π-π堆积作用.当聚[2,6-(4,8-双5-(2-乙基己基-3-氟)噻吩-2-基)-苯并[1,2-B:4,5-B']二噻吩]-ALT-(5,5-1',3'-二-2-噻吩-5',7'-双(2-乙基己基)苯并[1',2'-C:4',5'-C']二噻吩-4,8-二酮)(PM6)作为给体材料,基于BTP-SSe-F的光电器件表现出最高的功率转换效率(PCE=16.5%),具有最高的电流密度(J_(SC)=28.17 mA•cm^(-2))和填充因子(FF=74.11%).研究结果表明,不同卤化端基的NFAs对OSCs的光电性能有较大影响,其中端基的氟化可以有效构建高性能光伏材料.

侧链的简单调制使近红外吸收的非富勒烯受体实现更高的短路电流密度

为了探究相同共轭骨架中不同位点引入不同侧链对相应小分子非富勒烯受体光电性能的影响,本文通过在中心核茚并二噻吩并[3,2-b]噻吩(IDT)单元和端基(1,1-二氰基亚甲基)绕丹宁单元上同时引入正辛基柔性侧链并以噻吩稠合苯并噻二唑(BTT)单元为“π-桥”而构建了一个新的A-π-D-π-A型非富勒烯受体(JC11).与以往研究得到的两个A-π-D-π-A型非富勒烯受体(A2和JC1)相比,在中心核和端基同时引入适宜长度的正辛基侧链不仅赋予JC11更有利的分子间堆叠,而且使JC11比在中心核引入刚性更强和空间位阻更大的己基取代苯基侧链的A1表现出了更大的吸收红移和更好的结晶度;同时也比在端基仅引入短链乙基侧链的JC1表现出了更好的溶解性能,避免了其与PTB7-Th给体共混时出现过度聚集而导致相分离尺度过大.此外, JC11在给体/受体共混膜中展现了比A2和JC1更高的摩尔消光系数(高达1.14×10~5 L·mol~(-1)·cm~(-1))和更高的电子迁移率(μe=1.01×10~(-3) cm·V~(-1)·s~(-1))以及更平衡的电子/空穴迁移率(μ_e/μ_h=2.72).因此,基于PTB7-Th∶JC11的太阳能电池器件经优化后实现了10.09%的光电转换效率(PCE)和高达24.20 mA/cm~2的短路电流密度(J_(SC)),超过PTB7-Th∶A2和PTB7-Th∶JC1优化器件8.20%和8.16%的PCE以及低于20 mA/cm~2的J_(SC)值.研究结果表明,调节共轭主链侧链是一种简单且有效的调控非富勒烯小分子受体材料的吸收性能和结晶性能的分子设计策略,可大幅提高异质结有机太阳能电池的J_(SC)和PCE.

比较法理学视野中的韩非法理学--以富勒《法律的道德性》为参照

韩非是先秦法家的集大成者,富勒是当代西方新自然法学的代表人物。表面上看,两者没有可比性。但是,经过重新建构,立足于比较法理学进行文明互鉴,他们的理论逻辑有较强的关联性。韩非的法理学可以通过富勒的《法律的道德性》一书来透视,根据此书的结构与框架,可以发现,韩非也论述了“两种道德”。其中,惩罚性的法律相当于“义务的道德”;至于奖励性的法律,则相当于“愿望的道德”。富勒提出了关于“法律的内在道德”的八项原则,针对这八项原则的大部分内容,韩非都有论述。富勒认为,法律是一项有目的的事业,且这项事业的成功取决于那些从事这项事业的人们的能量、见识、智力和良知。富勒如此界定的“法律的概念”,与韩非对法律的理解遥相呼应:韩非也把法律看成是一项事业,且把这项事业寄托在君主身上,因而对君主的能量、见识、智力、良知提出了相应的要求。富勒论述了法律的实体目标,韩非也论述了法律的实体目标:“唯治”与“多力”。韩非作为先秦学术思想的最后一座高峰,他的法理学可以在富勒的法理镜像中得到很好的映照,表明韩非的法理学具有一定的世界意义。

利用高空间分辨针尖增强拉曼散射识别氮掺杂富勒烯催化的氧还原反应中间体

氮掺杂富勒烯(C_(59)N)催化剂在氢燃料电池的氧还原反应中表现出良好的活性.然而,C_(59)N上发生的氧还原反应路径的中间体和催化活性位点尚未被直接表征,阻碍了对C_(59)N催化剂在氧还原反应中活性增强机制的理解.本文通过在模拟计算中考虑空间限制等离子体的不均匀分布,从理论上提出高空间分辨针尖增强拉曼散射可以有效地识别C_(59)N上氧还原反应的不同中间体构型.通过调整聚焦的空间限制等离子体位置,氧还原反应中与O_(2)-C_(59)N相互作用有关联的振动模式可以被高空间分辨针尖增强拉曼散射光谱直接选择出来,并且得到增强.此外,选择出来的振动模式对应的高空间分辨针尖增强拉曼散射图像在吸附位点周围给出了拉曼热点,提供了氧还原反应在C_(59)N上催化活性位点的原位观测细节。这些发现为今后通过高分辨率高空间分辨针尖增强拉曼散射技术在分子尺度上探索催化系统提供了良好的参考.