一维铁磁/有机共轭聚合物的自旋极化研究

针对最近关于自旋注入有机体的实验研究 ,理论上计算了有机分子与磁性原子接触时的自旋极化现象 .通过调节磁性原子的自旋劈裂强度 ,发现有机分子链内的自旋极化弱于金属链 ,但强于半导体链 .同时还研究了有机分子链内自旋极化随电子

超疏水多孔有机聚合物的制备及油-水分离性能

以四(三苯基膦)钯为催化剂,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,通过三(4-硼酸频呢醇酯苯基)胺与3,6-二溴咔唑的Suzuki偶联反应合成了一种超疏水多孔有机聚合物LNU-40.该聚合物的比表面积为32m^(2)/g,具有良好的热稳定性且在常见有机溶剂中不溶解或分解.LNU-40具有较低的表面能和152.4°的水接触角,表现出较好的酸碱环境抵御能力,能够制备具有优异自清洁性能的超疏水表面.使用LNU-40制成的超疏水柔性织物对有机溶剂的分离效率可达90%以上,对油的吸附能力可达其自身质量的3~8倍,吸附分离性能优越,可用于石油化工、食品及制药等行业含油等有机溶剂废水的油-水分离处理.

共轭微孔聚合物在吸附领域的研究进展

共轭微孔聚合物(CMPs)是一类由刚性芳香基团通过双键或三键连接在一起,具有可扩展共轭体系结构的微孔聚合有机材料。该材料具有高的比表面积、稳定的化学结构和机械性能、良好的热稳定性和形貌可调控等优点,在能源环境领域有诸多应用。文章依据当前CMPs材料在吸附领域的研究进展与环境污染现况,论述了CMPs在水体中的重金属离子、油脂、有机染料、抗生素和气体的吸附应用,探讨了影响CMPs吸附能力的因素,结合CMPs存在的问题和挑战,并对目前CMPs在吸附领域研究进行了展望,建立了CMPs应用于吸附领域发展的必然趋势。

共轭多孔有机聚合物的制备及其对核废料中碘的捕获

将1,3,5-三乙炔基苯与2,7-二溴-9,9-二苯基芴进行Sonogashira-Hagihara偶联反应,成功合成了一种共轭多孔有机聚合物(命名为LNU-15).该聚合物的骨架分解温度在350℃以上,且不溶于有机溶剂,具有良好的化学稳定性和热稳定性.LNU-15主要以1.379nm的均一孔径存在.由于单开放通道、大量的强亲和力结合位点以及π共轭结构,LNU-15对碘具有优异的捕获能力,获得2,400mg/g的捕获量.根据拟二级动力学方程可知,LNU-15对碘的吸附速率常数为0.003g/(g⋅min),理论平衡捕获量为2,490mg/g.实际捕获量为理论量的96.4%.此外,LNU-15可在空气中加热或乙醇溶液中可逆释放碘,且具有一定的循环稳定性.LNU-15破解了由孔隙堵塞造成的“死空间”以及客体分子不易进入骨架的问题,可用于环境碘污染控制,并为核工业发展提供重要支撑.

有机共轭聚合物荧光材料在重金属离子检测中的应用研究进展

有机荧光共轭聚合物含有离域大π键,电子或能量可以在共轭聚合物主链上快速迁移,这一“分子导线”性质可使荧光信号成倍增大。此外,有机荧光共轭聚合物还具有较大的斯托克位移、良好的稳定性、较高的摩尔消光吸收系数等优点。通过合理设计,将金属离子识别基团键合至有机荧光共轭聚合物,得到的有机共轭聚合物荧光材料比小分子荧光材料更具优势。有机共轭聚合物荧光材料有多种合成方法,从反应合成类型的角度,结合设计理念、传感应用及检测机理等,综述了近年来有机共轭聚合物荧光材料应用于重金属离子检测的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。

活化过氧化氢用于甲苯光催化氧化的3-溴噻吩基共轭有机聚合物

以3-溴噻吩单体和粉体氧化铜为原料,采用FeCl3氧化偶联的方法制备负载氧化铜的聚(3-溴噻吩)光催化剂(thBr-CuO)。负载氧化铜后,thBr-CuO的光吸收能力与光生载流子利用率得到明显改善。可见光下,thBr-CuO催化甲苯转化的速率达到0.69 mmol/(g·h),高于初始聚(3-溴噻吩)。猝灭实验与香豆素荧光探针法证实该光催化过程中的主要活性物种为光生空穴与羟基自由基。通过光生电子-空穴对的有效分离以及对过氧化氢的高效利用,3-溴噻吩基共轭有机聚合物的光催化性能显著提升。

非共轭聚合物在有机太阳能电池中的自组装效应

为简化工艺流程并提高器件效率,利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的自组装效应,制备了非富勒烯正置有机太阳能电池(organic solar cells,OSCs)的阴极界面层。相比传统的体异质结,通过顺序沉积法制备的准平面异质结活性层结构能更好地发挥PVP的自组装效应。通过接触角、原子力显微镜等表征PVP的自组装迁移方向及过程,并从器件的光强依赖关系分析了PVP影响器件效率的机理。结果表明:在基于准平面异质结构并以PM6:Y6为活性层的有机光伏器件中,引入PVP形成的自组装阴极界面层可使器件的光电转换效率高达11.32%,相比于参考器件其效率提高了25.5%。结果说明对于具有低沸点溶剂的有机太阳能电池,通过准平面异质结活性层结构和非共轭聚合物自组装电子传输层的结合,将获得简单且效率更高的制备工艺。

苯-烷氧基苯有机共轭聚合物的光致发光性能

介绍了4种新型发光材料苯-烷氧基苯共聚物的合成方法,材料的VU-Vis吸收光谱及其薄膜和溶液的光致发光性能。用电化学掺杂方法测定了其能带结构,并讨论了烷氧基侧基长度对高聚物发光强度的影响。结果表明,这4种高聚物在紫外光激发下均发蓝光,π-π 跃迁(Eg)值为3.2-3.3eV,烷氧基中碳原子数为10个左右时发光强度最高。

共轭微孔聚合物结构调整及其荧光发射探究用于吸附传感

有机多孔聚合物(POPs)是一类高比表面积,具有复杂孔径结构,可修饰不同官能团的新型有机材料,其复杂的微观结构使其在吸附分离领域具有良好的前景。共轭微孔聚合物(CMPs)是有机多孔聚合物的一种,其也具有上述所说的有机多孔聚合物的特性,相比其他类型的有机多孔聚合物,大共轭环的骨架使其结构更加刚性,并赋予其具有可见光区荧光的特性。本工作从调整聚合物合成单元方式调节结构,探究不同类型聚合物的荧光波长,有助于了解其在化学吸附与传感领域的应用。

有机共轭聚合物概述

概述了有机共轭聚合物以其独特性质在有机发光、有机自旋电子学等多个领域的应用,同时介绍了有有机共轭聚合物的元激发,孤子、极化子和双极化子。

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。

纯有机聚合物铁磁体模型的数值模拟研究

本文用一个理论模型描述共轭有机铁磁体,考虑π电子的巡游性和电子———电子关联作用,在平均场理论和Hartree-Fock近似下,建立了一组自洽方程计算π电子能级结构。结果显示能级相对自旋是分裂的,系统基态是一个稳定的铁磁态。

苯并三噻吩共轭聚合物的合成及其在有机光伏中的应用

以三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd_2(dba)_3)为催化剂,三甲苯基磷(P(o-tol)_3)为配体,4,3'-十二烷基-2,2'-联二噻吩(M1)和2,8-二溴-5-(2-己基癸基)苯并三噻吩(M2)为单体,采用Stille交叉偶联反应,合成了基于苯并三噻吩和联二噻吩单元的共轭聚合物(PBTT)。采用热重分析、紫外-可见分光光度计及电化学分析分别研究了聚合物PBTT的热性能、光学性能和电化学性能。结果表明:聚合物PBTT具有优异的热稳定性和低的最高占有轨道能级(HOMO);聚合物薄膜最大吸收峰位于469 nm,光学能带隙为2.10 eV;将聚合物与[6,6]-苯基-C_(61)-丁酸甲酯(PC_(61)1BM)共混材料作为活性层制作了本体异质结构太阳能电池器件,在模拟太阳光源AM 1.5 G 100 mW/cm^2照射条件下,该器件获得了高达1.00 V的开路电压,初步的能量转化效率为0.43%。

一种新型碳骨架共轭聚合物材料COP-1的合成及光谱性质

近红外二区(NIR-Ⅱ)光吸收的共轭有机聚合物主要为以噻吩为核心的供体-受体型聚合物,这类聚合物的吸收峰主要落在900-1300 nm区间内,光深入组织渗透的深度不够。本文以对苯二甲醛、2,3,5,6-四甲基吡嗪和2,4,6-三甲基苯甲醛为原料,以吡嗪为核心,通过邻苯二甲酸酐的催化将吸光片段嵌入全碳骨架中,合成了一种共轭有机聚合物,具有NIR-Ⅱ光吸收特质和上转换发光性质,且在365 nm紫外灯下发荧光。

一种嵌有双亚胺基吡啶配体的全共轭有机聚合物材料及其在C–C偶联反应中的应用(英文)

报道了一种嵌有双亚胺基吡啶配体的全共轭有机聚合物材料.该材料所具有的双亚胺基吡啶配体起到链接聚合物单元和络合金属中心的双重作用.采用紫外可见光谱、红外光谱以及基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱等对其结构进行了详细表征和确认.由于具有全共轭结构,该材料的热稳定性达到440 oC,并且在常规溶剂中较难溶解.作为多相催化剂载体,可以络合Pd离子形成新的多相配位催化剂,在经典的Suzuki-Miyaura C–C偶联反应中转化率和选择性均达到99%.

基于磁性共轭微孔聚合物的超高效液相色谱-串联质谱法测定果蔬中7种有机磷杀虫剂

建立了基于磁性共轭微孔聚合物的磁固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)测定果蔬中7种有机磷杀虫剂的方法。将亚苯基亚乙炔基修饰的Fe3O4与1,3,5-三溴苯、1,3,5-三乙炔苯反应,制备磁性共轭微孔聚合物,材料能有效吸附共轭结构的有机磷杀虫剂,并在外磁场中实现便捷磁分离。方法的检出限(LOD)为0.12~5.0 ng/kg,加标回收率为80.8%~125%,相对标准偏差(RSD)小于6%(n=5)。方法应用于分析市场上果蔬样品中7种有机磷杀虫剂,检出含量为1.1~500.0 ng/kg。该方法灵敏度高,准确可靠,对果蔬中有机磷杀虫剂的检测具有良好的应用潜力。

基于三组分共轭聚合物的高灵敏度有机晶体管二氧化氮传感器

研究了基于联噻吩-氮杂异靛蓝-双(2-氧代二氢-7-氮杂吲哚-3-亚基)苯并二呋喃二酮的三组分给体-受体共轭聚合物(BTNIDNBIBDF-50)薄膜对二氧化氮气体传感特性。通过控制半导体浓度调控半导体薄膜表面形貌,研究其对二氧化氮气体灵敏度的影响。聚合物半导体BTNIDNBIBDF-50的浓度为2 mg/mL时对NO_(2)气体表现出最优的传感性能,对体积分数为10×10^(-6) NO_(2)气体的灵敏度为121.44%。实验结果表明:三组分共轭聚合物BTNIDNBIBDF-50呈现双极型半导体特性,降低聚合物半导体浓度会使薄膜表面出现明显的孔洞结构,提高传感器对NO_(2)气体的灵敏度。但过多的孔洞又会使气体解吸附速率的变化大于吸附速率变化,导致传感器灵敏度降低。

准一维有机聚合物铁磁体中的电子-电子相互作用

考虑电子-电子相互作用,对具有链间耦合的准一维有机聚合物铁磁体的电子结构和自旋结构进行了研究.结果表明,对于维持系统的铁磁态的稳定性而言,系统内的在位电子-电子Hub-bard排斥相互作用与最近邻格点间的电子-电子Coulomb排斥相互作用所起的作用相反,彼此间存在着竞争;最近邻格点间的电子-电子Coulomb排斥相互作用的加强将导致主链反铁磁性自旋密度波(SDW)之振幅的减小,使得主链反铁磁性SDW的耦合传递作用减弱,进而影响到侧自由基自旋间的铁磁耦合强度,这将削弱系统铁磁态的稳定性.

纯有机聚合物铁磁体模型和数字计算

用一个理论模型描述共轭有机铁磁体，考虑了π电子的巡游性和电子-电子关联作用．在平均场理论和Hartree近似下，建立了一组自洽方程计算。电子能级结构。结果表明能级相对自旋是分裂的，系统基态是一个稳定的铁磁态。

基于芴的有机共轭聚合物光催化水制氢性能研究

设计合成甲基取代芴为主体的两种有机共轭半导体材料QX-FL和SE-FL,并将其应用于光催化水制氢领域,研究两种不同窄带系修饰的聚合物对光催化性能的影响。制备的聚合物QX-FL和SE-FL都有较宽的光吸收范围,合适的光学带隙,两种聚合物都具有光催化水制氢的能力。研究发现相对于喹喔啉单元来说,苯并硒二唑单元具有更优良的修饰效果,SE-FL的带隙低于QX-FL,聚合物的光催化性能有了显著性的提高,QX-FL的光催化性能为0.4μmol·h-1,SE-FL的光催化性能为3.5μmol·h-1。