白光二极管用Ba_3MgSi_2O_8基质发光材料的溶胶雾化-微波烧成与光谱性质

分别采用溶胶雾化-微波烧成工艺和高温固相法制备了用于白光发光二极管的Ba3MgSi2O8∶Eu,Mn,Al荧光粉。溶胶雾化-微波烧成两步法制备的样品物相纯度和结晶度都比较高,具有中心位置437,500,608nm的三色发射带。在375nm紫外光激发下,发光的色坐标为x=0.3253,y=0.2134,相关色温7391K,可得到预期的白光发射。其中蓝、绿两个发射带分别来自于Ba3MgSi2O8和Ba2SiO4晶格中Ba2+格位的替位原子Eu2+的5d-4f跃迁,红光发射带源于Ba3MgSi2O8中Mn2+的4T-6A跃迁发射。红光的激发谱与蓝光的激发谱几乎重合,可以确定在Ba3MgSi2O8∶Eu,Mn,Al发光过程中存在着从蓝光发射中心到红光发射中心的能量传递。但是,与通常的共振能量传递模型不同,蓝光发射谱与红光激发谱之间并没有明显的光谱重叠。相比之下,高温固相法样品没有观察到红光发射,这一方面是由于生成的Ba2SiO4中杂相较多,激发光很大一部分被Ba2SiO4晶格中的Eu2+绿光发光中心吸收,传递到Mn2+红光发光中心的能量减少;另一方面与固相法中Mn2+在Ba3MgSi2O8晶格中掺杂困难有关。

中温固体氧化物燃料电池阴极材料La_(0.7)Sr_(0.2)Ca_(0.1)Co_(1-x)Fe_xO_(3-δ)的合成与导电性能

采用固相反应法合成了锶、钙与铁掺杂的稀土复合氧化物La0.7Sr0.2Ca0.1Co1-xFexO3-δ(x=0.3,0.5);通过TG-DTA分析了产物的形成过程;分别测试了产物在100～900℃间的混合电导率和热膨胀系数;对产物的晶体结构与晶粒形貌等进行了表征。结果表明:经1 200℃烧结后的两种产物均具有单一的菱方钙钛矿结构;晶粒生长情况较好,但尺寸不够均匀;混合电导率随温度升高先升后降,在600～800℃均大于100 S.cm-1,可满足要求,在100～500℃与温度基本保持线性关系,其导电行为符合小极化子导电机理;钙与铁同时掺杂有效降低其热膨胀系数,表明钙钛矿晶格的热稳定性得以提高。

以BAlq为主体的高效高色纯度的红色有机电致磷光器件

以铱配合物红色磷光体Ir(piq)2(acac)为掺杂剂,制备了基于BAlq材料的红色电致磷光器件,其结构为ITO/NPB(30nm)/Ir(piq)2(acac)∶BAlq(25nm)/BCP(13nm)/Alq3(35nm)/LiF(1nm)/Al(1000nm),当掺杂浓度为8%的时候,器件发光的色坐标为(x=0.67,y=0.32),基本满足了全色显示对红色发光的要求。在电压为16V时,器件达到最高亮度9380cd/m2。在电流密度为5.45mA/cm2时,外量子效率达到最大5.7%。由于磷光体Ir(piq)2(acac)的磷光寿命较短,所以器件在高电流密度下,仍然保持较高的外量子效率。电流密度为100mA/cm2时,外量子效率仍然维持在4.7%。进一步研究表明在器件中短程的Dexter能量传递以及红光染料对空穴的直接捕获两种机制同时存在。

采用复合空穴注入层提高有机电致发光器件的性能

制备了以Ag/SAM/m-MTDATA为复合空穴注入层的NPB/Alq3双层异质结发光器件,研究了器件的性能并与传统的器件进行了对比。考察了银膜厚度的变化对器件性能的影响。研究了光谱窄化以及微腔效应对器件的影响。研究结果表明:在ITO表面制备4-FTP自组装单分子膜修饰的5 nm厚的金属银膜,可以在保持阳极透明性的基础上,增强空穴的注入,改善界面的形貌,进而提高器件性能。制备的ITO/Ag/SAM/m-MTDATA/NPB/Alq3/LiF/Al器件的启亮电压为4 V,最大电流效率为6.9 cd/A,最大亮度为34 680 cd/m2(12 V);优于以ITO为阳极的对比器件(25 300 cd/m2@12 V)。

基于荧光素衍生物单分子器件的二进制全减器和全加器

合成了一种随p H值变化具有5种互变分子结构的新型荧光素衍生物QHF+.通过紫外-可见吸收光谱研究了不同p H值下QHF+发生转化产生的5种结构的特征谱图,并以此为基础设计了二进制逻辑电路.在乙醇/水(体积比为1∶1)混合溶剂体系中,采用等摩尔的H+或OH-作为化学输入信号,选取424和490nm波长下的特定吸光度或透射率作为标准阈值,通过比较紫外-可见吸收光谱的变化,平行实现了多个逻辑门(XOR和INH或AND和XOR)的运算,模拟了二进制全减器和全加器的运行.

PbS量子点电致发光器件中的光子晶体结构设计

将PbS量子点电致发光器件的发光层引入二维光子晶体结构,利用光子晶体的光子带隙效应提高器件的发光效率。采用平面波展开法计算了以空气为背景,由圆形或方形介质柱所构成的不同晶格排列的光子晶格的能带图,获得光子晶体结构参数对完全带隙的影响规律。结果显示:采用方形介质柱以蜂窝方式排列的光子晶体在填充率f=0.283时具有较宽的完全带隙△ω=0.134 6(2πc/a)。利用有限元法模拟了晶格常数a=476 nm,方形介质柱边长l=167 nm时,波长为1 124 nm的光在该光子晶体中传播的光场分布图。计算得到具有该光子晶体结构的PbS量子点电致发光器件的发光效率可达57.9%。

利用阴极修饰层提高有机光伏电池的性能及稳定性

分别制备了以苯甲酸锂、碳酸铯和聚氧化乙烯为阴极修饰层的基于P3HT∶PCBM体系的本体异质结有机光伏电池。比较了3种阴极修饰层对器件性能及稳定性的影响。结果表明:选择合适的阴极修饰层材料是提高光电转换效率、延长电池使用寿命的可行性途径之一。纯无机阴极修饰层不能有效地阻挡氧气和水进入活性层,对于减缓器件的性能衰退效果不如有机阴极修饰层材料。有机聚合物材料可以减小漏电流的产生,开路电压和填充因子都得到很大提高,有利于提高器件的性能及稳定性。合成可溶液加工的具有极性基团的共轭聚合物材料是未来阴极修饰层的发展方向。

射频等离子体聚合多层复合薄膜的制备及性能

采用等离子体聚合方法,分别以甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯和甲基丙烯酸三氟乙酯为原料制备了3种聚合物薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见光谱(UV-vis)和接触角(ContactAngle)等方法研究了不同条件下所得的聚合物薄膜的表面形貌、表面粗糙度、光学透明性及疏水性等性能.研究结果表明:聚甲基丙烯酸甲酯薄膜具有最好的可见光透过率和最佳的表面粗糙度(RMS).聚正硅酸乙酯薄膜的表面粗糙度随射频功率变化不大.聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜在低功率下有较低的表面粗糙度,但随着入射功率的增加,等离子体刻蚀作用使得表面粗糙度增加.SEM照片表明聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面平坦致密无针孔.静态接触角测试结果表明三种聚合物薄膜都有较好的疏水性能,以聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜的疏水性能最佳.利用等离子连续聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯薄膜/聚正硅酸乙酯/聚甲基丙烯酸三氟乙酯3层复合薄膜,并对复合膜的性能进行了表征.

水下跨接管用纤维素基MEG凝胶的制备与性能

以纤维素为稠化剂,有机铝为交联剂,乙二醇(MEG)为防冻液,采用酸降解法制备了水下跨接管用纤维素基MEG凝胶并优选了凝胶的制备工艺。研究了MEG凝胶的表观形貌、流变性、稳定性、抗冻性、抗压性等性能。结果表明:当稠化剂为1 wt%,交联剂为4 wt%,MEG含量为40 wt%时凝胶性能最佳。该凝胶在模拟海水和MEG中可以稳定存在6天以上;在-20℃低温条件下冷冻24 h,凝胶不会冻结仍具有很好的弹性和挂壁效果;在12 MPa的压力下形变量为8.3%,可以承受较高的海底压力。

水下跨接管用瓜胶基MEG凝胶的制备及性能

跨接管MEG凝胶封堵技术是深海油气作业的核心技术.为了获得高性能的水下跨接管MEG凝胶,考察了不同含量有机硼交联剂的瓜胶基MEG凝胶的挑挂性、触变性和稳定性,根据实验结果优化了MEG凝胶配方.耐温性和耐盐性试验结果表明制备的MEG凝胶具有良好的耐温和耐盐性能.研究结果为MEG凝胶的实际工程应用奠定了基础.

水下跨接管MEG凝胶的制备及性能

研究了适用于水下跨接管的MEG凝胶配方体系,考察了影响凝胶性能的反应条件以及MEG凝胶的粘温特性、海水及MEG稳定性、抗冻性性能.结果表明:通过调节MEG凝胶体系的pH值可以实现MEG凝胶的粘度调控.在30~80℃范围内MEG凝胶的表观粘度保持不变说明此凝胶具有良好的耐温性能.凝胶在海水及纯MEG溶液中可以稳定存在30天.抗冻试验表明凝胶最低的冰点可低于-24℃.产品性能能够满足南海流花系列水下项目MEG凝胶现场灌注及管道安装运输的需要.

退火温度对双金属复合管界面组织的影响

用热轧穿孔的方法获得10MnVNb/12Cr双金属复合钢管,通过金相显微镜、环境扫描电镜(ESEM)、能谱仪(EDS)观察界面附近微观组织及元素在界面的分布情况,采用X射线衍射仪和显微硬度计分析界面附近物相及物相变化带来的界面两侧金属硬度起伏,研究不同扩散退火温度对10MnVNb/12Cr界面的影响。结果表明:复合管界面10MnVNb一侧组织为珠光体、马氏体和细小碳化物,12Cr一侧由铁素体、马氏体和少量碳化物组成。随扩散退火温度的升高,界面附近晶粒逐渐粗化,超过1200℃后出现明显过热;Cr元素在界面处发生明显扩散;马氏体峰强增加,碳化物类型由Cr3C2向Cr7C3过渡;退火和碳化物类型转变的综合作用下,界面两侧金属显微硬度出现先下降后上升的趋势。

海管封堵用聚乙烯醇弹性体的制备及性能

以甘油为增塑剂对PVA进行增塑改性制备PVA弹性体,采用TGA、DSC、XRD等对弹性体的热性能、分子间氢键相互作用以及结晶性进行研究。结果表明,PVA弹性体水溶性良好,30℃溶解3 h后样品溶解率达到90%;甘油与PVA间的氢键作用,使得PVA弹性体熔点和结晶性下降。相关力学测试结果表明,该材料以弹性为主,最大拉伸强度可达57.0 MPa,断裂伸长率达83.6%。

不等厚高强钢激光拼焊板焊缝组织及胀形性能分析

采用激光焊接方法,针对1.8mm厚的SAPH440与2.2mm厚的DP600高强钢实施激光拼焊.测试了不等厚拼焊板焊接接头的金相组织以及显微硬度,然后通过杯突试验对所得到的不等厚高强钢拼焊板的胀形性进行了研究,进一步与母材的胀形性相比较.结果表明,焊缝的金相组织为针状铁素体和板条马氏体,焊缝两侧硬度分布不同,焊缝处的硬度要高于母材.拼焊板的杯突值低于任何一侧母材的杯突值,焊缝的位置对不等厚拼焊板的胀形性有一定的影响,薄板所占比例越大拼焊板的胀形性越好,在胀形成形过程中焊缝向厚板侧移动.

半青蓝素修饰汞离子探针的比色传感行为

合成了以半青蓝素为发光基团,分别以Se2N和S2N为结合位点的化学传感分子3a和3b,通过紫外-可见光谱研究了它们对各种金属离子的化学传感行为.结果表明,与含有S原子的主体分子3b相比,含有Se杂原子的主体分子3a对Hg2+具有较好的识别作用.向主体分子3a的乙腈水溶液中加入Hg2+后,其吸收光谱在410 nm处出现了一个新的吸收峰,同时溶液颜色由玫瑰红色变为桔黄色.因此,化合物3a有望用于检测Hg2+的化学传感器中.

在电子传输层中添加PVK提高钙钛矿太阳能电池的性能（英文）

为了探究PVK对倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池电子传输层的影响,向电子传输层PCBM中添加了一种富电子的聚乙烯基咔唑(PVK)。采用原子力显微镜、PL光谱对薄膜进行了表征。实验结果表明:少量PVK的添加提高了覆盖在钙钛矿薄膜上PCBM层的平整度。当PVK的添加质量分数为4%时得到最佳器件效率,相比于纯PCBM作为电子传输层的器件,器件效率由(5.11±0.14)%提升到(9.08±0.46)%。当PVK的添加质量分数大于4%时,粗糙度又趋于变大。PL光谱显示,少量PVK的加入使钙钛矿/电子传输层薄膜的PL强度降低,并使PL峰蓝移。研究表明:向PCBM中掺杂适量PVK能够改善钙钛矿/电子传输层/Al的界面接触,减少漏电流,并能够减少钙钛矿表面陷阱和晶界缺陷,减少电荷复合,从而提高了器件性能。

高效钙钛矿-有机本体异质结杂化串联太阳能电池(英文)

制备了一种有机铅卤钙钛矿-有机本体异质结杂化串联太阳能电池。采用紫外可见吸收光谱、原子力显微镜对薄膜形貌进行了表征。结果表明:有机本体异质结层可以有效改善钙钛矿的表面形貌,增强了可见光的吸收。优化后的串联结构电池的短路电流可达19.14 m A/cm2,开路电压为0.76 V,光电转换效率达到了6.54%。钙钛矿电池和有机本体异质结电池串联结构可以同时提高短路电流及填充因子,二者具有较好的相容性和协同作用。

基于杯[4]芳烃的银离子荧光探针的合成及性能

合成了25,27-二羟基-26,28-二{3-[N-(2-萘基)-2-硫代乙酰胺]丙氧基}-5,11,17,23-四叔丁基杯[4]芳烃(2),并利用荧光光谱考察了其在乙醇-水混合溶液中对Ag+的光谱选择性.结果表明,含有S2O2结合位点的探针分子2对Ag+具有良好的选择性.通过荧光光谱连续滴定测得探针分子2-Ag+体系的猝灭常数为3.39×103L/mol,探针分子对Ag+的检出限可达2.34!10-7mol/L.在实际的Ag+检测中,探针分子2具有一定的应用前景.

基于C_(3v)对称性的杯[6]芳烃对Hg^(2+)的荧光选择性识别(英文)

合成了一系列具有C3v对称性、下缘分别利用Se,Te和S杂原子连接蒽环发光基团的杯[6]芳烃衍生物(1～3).通过紫外-可见光谱和荧光光谱研究了它们对各种碱金属离子和过渡态金属离子的化学传感识别行为.结果表明,含有Se杂原子的主体1在CH2Cl2溶液中对Hg2+表现出了良好的选择性.通过肉眼可直接观察到溶液颜色由无色变为黄色.通过荧光光谱的连续滴定实验,主体1-Hg2+体系的稳定常数可达(1.12±0.08)×105 L/mol.因此,化合物1有望成为一种用于检测Hg2+的新型化学传感器.

基于罗丹明荧光信号报告基团的细胞通透性铜离子荧光探针

分别以罗丹明B和罗丹明6G为荧光信号报告基团,以增强水溶性为目的的羟乙基肼为修饰基团,合成了反应型的Cu_(2+)离子选择性荧光探针分子L1和L2.紫外光谱和荧光光谱等分析结果表明,探针分子L1和L2对Cu_(2+)离子具有高灵敏度、高选择性的光谱识别行为.探针分子对Cu_(2+)离子的识别过程是通过Cu_(2+)离子催化水解控制氧杂蒽荧光信号的螺环酰肼基团实现荧光信号的开启,从而达到识别检测Cu_(2+)离子的目的,对Cu_(2+)离子的检出限均可达到10-8mol/L量级.同时,探针分子对常见金属离子和铵离子均具有较强的抗干扰能力.由于羟乙基肼的引入增强了探针的水溶性,使得探针L1和L2具有良好的细胞通透性和低毒性,实现了其对β-胰岛细胞(INS-1细胞)中Cu_(2+)离子的荧光成像检测.