多壁碳纳米管-氮化钒空心球复合材料作为高效硫载体用于锂硫电池

以多壁碳纳米管/氮化钒复合材料(MWCNT⁃VN)作为锂硫电池正极载体材料,利用VN的空心结构储存硫和限制多硫化物的穿梭效应。另外,MWCNT形成了一个导电网络,进一步提升了正极的导电性能。在1C的电流密度下,VN/S电极与MWCNT⁃VN/S电极的初始放电比容量分别为702.2和809.3 mAh·g^(-1),经过350圈循环后,每圈衰减量均小于0.1%。与单纯VN/S相比,所得MWCNT⁃VN复合材料的电化学性能均有提升,如较高的锂离子迁移率、稳定的倍率性能和长循环稳定性。

纳米电化学传感器在公共卫生监测中的应用研究

电化学传感器具有操作简单、灵敏度高、成本低、环境适应性强及易于器件化等优点,已广泛应用于环境监测、食品安全、生化分析、疾病诊断、公共卫生甚至国家安全等研究领域。具有优越物化特性的纳米材料的引入,极大提升了电化学传感器的检测性能并拓宽了其应用范畴。文中针对当前频发的公共卫生安全问题,重点阐述了基于纳米材料的电化学传感器在公共卫生安全监测中的应用研究,并展望了其发展机遇与挑战。

基于J-聚集效应的近红外发射纳米探针及其光动力治疗应用

文中合成、表征了D-A型近红外荧光分子TPAAP,并将其用作水溶性纳米粒子的发射体。制备的纳米颗粒TPAAP NPs显示出近红外荧光发射(λ_(max)=700 nm)和180 nm的大斯托克斯位移,有利于减少背景干扰。此外,TPAAP NPs具有高度均匀的尺寸(~18 nm)和40%的高单线态氧产率。体外生物学实验证明,TPAAP NPs可被细胞快速内化,IC_(50)为4μg/mL,具有强而稳定的光动力治疗能力。

新型碳纳米材料在电化学中的应用

由于碳纳米材料具有良好的力学、电学及化学性能而被人们广泛研究,特别是对于具有大比表面积、高的电导率和良好生物相容性的碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯更是研究的热点。这些新型碳材料具有许多优异的物理和化学特性,被广泛地应用于诸多领域,特别是在电化学领域中显示出其独特的优势。本文主要阐述了碳纳米材料在电化学领域包括生物传感器、超级电容器和燃料电池中的应用。碳纳米材料由于高的比表面积和其较好的生物相容性,在生物电催化反应中起着重要作用,能够提高酶的直接电子传递速率,因而基于碳纳米材料构建的生物传感器灵敏度高、线性范围宽、重复性和稳定性能好。碳纳米材料是超级电容器研究最早和最成熟的一种,由其制备的超级电容器循环稳定性好,再通过和一些赝电容型电极材料复合,可使其比电容得到提高。另外,碳纳米材料作为燃料电池中的催化剂,能够提高燃料电池的能量密度、燃料利用率和抗中毒能力。

基于手性环己二胺稀土Eu(Ⅲ)高分子在能量传递和圆偏振荧光调控方面的研究

手性(R,R)-1,2-环己二胺分别与具有偶数亚甲基烷烃链的S-M-1(4,4'-(butane-1,4-diylbis(oxy))-dibenzaldehyde),S-M-2(4,4'-(octane-1,8-diylbis(oxy))dibenzaldehyde)和S-M-3(4,4'-(dodecane-1,12-diylbis(oxy))-dibenzaldehyde)单元,通过亲核取代-消除反应合成相应的新颖柔性高分子P-1,P-2和P-3.Eu(TTA)3·2H2O分别与P-1,P-2和P-3反应制备相应的柔性稀土Eu(Ⅲ)高分子P-4,P-5和P-6.通过对烷烃主链数目的有效调控,能够有效调控稀土Eu(Ⅲ)的发光效率和圆偏振荧光的不对称因子(glum).实验证明,在一定的激发状态下,稀土高分子仅仅显示Eu(Ⅲ)的红色特征荧光,归于高分子将激发态能量基本传递给配位中心的Eu(Ⅲ)离子.通过对稀土Eu(Ⅲ)高分子的荧光寿命和量子效率表征,P-4,P-5和P-6的发光效率依次降低.P-4与P-5圆偏振荧光(CPL)的最大不对称因子(glum)分别为+0.0873和+0.0115,归属为电偶极跃迁(5D0→7F2);P-6最大不对称因子(glum)为+0.0539,归属为磁偶极跃迁(5D0→7F1).通过烷烃主链数目的差异实现对其CPL的有效调控,调控机理归于高分子折叠所引起稀土Eu(Ⅲ)不对称配位环境的变化.

基于畸变规律的三维结构光测量系统标定

标定是结构光三维立体视觉测量系统中的关键一步,标定的准确性对测量系统至关重要。基于镜头的畸变规律,提出了一种新型的系统标定方法,即以光轴为中心分隔同心圆环,形成多个子标定区域,通过反向投影标定法一一进行标定。此法充分考虑到了大视场和透镜光学单元畸变不一的影响,提高了局部和全局标定精度。实验结果表明,在扩大视场约为1050mm×750mm时,分为两区域的投影仪标定精度提高了72.8%,系统测量精度达到28.9μm,展示了对畸变更好的处理效果。该方法不依赖任何特殊的标定设备,操作简单,准确易行,可同时满足大视场和高精度的测量要求,并增强了系统实时性。

静电喷雾法制备高效染料敏化太阳能电池的二氧化钛光阳极

TiO2光阳极膜是染料敏化太阳能电池(DSSC)的核心部件之一,它对电池的光电转换效率起决定性作用.TiO2电极一般采用刮涂法和丝网印刷法制备.近3年,通过静电喷雾制备光阳极的方法得到国内外学者的关注.静电喷雾制备光阳极会受到多种因素的影响,如电压、流速、悬浮液浓度、喷雾距离以及喷雾时间等.但这些因素对成膜和DSSC器件性能的影响却没有得到全面的研究或者报道.本文使用静电喷雾法制备了多孔TiO2纳米膜,并研究了以其为电极的电池器件特性.经过超声充分分散的稳定TiO2乙醇悬浮液在高电压下喷雾到导电玻璃上成膜.通过改变电喷雾距离,得到了具有不同形貌的TiO2光阳极膜,并解释了其形成的机理及其对电池性能的影响.研究还表明,光阳极膜的TiCl4处理能够很好地改善电池性能.通过优化,基于流速为0.8 mL/h、电喷雾距离和时间分别为2.2 cm和8 min条件下制备的光阳极,结合TiCl4处理,组装的电池在模拟太阳光源AM 1.5G下光电转化效率达6.24%.