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面向电化学转换和储能的中空金属有机框架及其衍生碳基纳米反应器构筑

面向电化学转换和储能的中空金属有机框架及其衍生碳基纳米反应器构筑

摘要：模拟细胞的纳米反应器以其独特的物理化学特性在多相催化、能量储存和转化、环境修复和生物化学等领域引起了广泛的研究兴趣. 这类纳米反应器为化学反应的发生提供了一个介于微观和宏观之间的受限空间. 其中, 具有多级中空或多级孔结构的碳基纳米反应器, 在碳材料的热力学稳定性高和导电性能好的基础上, 还可以在纳米反应器效应(如微环境调控效应、空间限域效应和传质增强效应等)的作用下, 进一步提升碳基材料在电化学转换与储能领域的性能. 本文首先对金属有机框架材料衍生的碳基纳米反应器的合成策略进行了讨论, 然后介绍了它们在电化学转换和储能领域的应用, 重点介绍了其中的纳米反应器效应, 最后对金属有机框架衍生的碳基纳米反应器的发展前景进行了展望.
有机 2025年01月14日
完全非稠合结构有机光伏受体材料

完全非稠合结构有机光伏受体材料

摘要：得益于刚性稠合非富勒烯受体的发展, 有机光伏(organic photovoltaic, OPV)电池的能量转换效率(powerconversion efficiency, PCE)已经超过了20%. 然而, 大多数稠合受体的合成过程复杂, 导致OPV电池制备成本高昂,严重限制了OPV技术的产业化发展. 因此, 开发低成本的非稠合受体成为OPV领域的一个重要课题. 最近, 电子给体单元完全由单芳香环通过C−C单键连接的全非稠合受体的研究取得了巨大进展, 相应电池的PCE已经达到了17%, 有希望达到与采用刚性稠合非富勒烯受体制备的OPV电池相当的效率. 本综述从材料设计的角度出发, 通过给体单元芳香环的数量进行分类, 对目前报道的全非稠合受体材料的研究进展进行了总结. 最后从效率、成本和稳定性方面对材料的发展和挑战进行了评论.
有机 2025年01月15日
有机电化学晶体管材料、器件及功能

有机电化学晶体管材料、器件及功能

摘要：有机电化学晶体管具有实现高灵敏度的传感及突破“冯·诺依曼瓶颈”实现低功耗的神经形态计算的潜力. 目前有限的活性层材料及低的器件性能严重制约着其进一步集成与应用, 器件性能的进一步提升亟需关键活性层材料的原始创新. 本文综述了本课题组近五年在有机电化学晶体管材料和器件方面的研究进展. 我们从材料源头创新出发, 致力于材料制备方法、材料结构、聚集态结构、离子电子耦合传输对材料光电性质的影响以及相关的基本规律和物理过程, 打破传统设计思路, 发展非金属聚合/偶联方法, 使用有效的多功能分子设计与结构调控策略制备新概念共轭高分子/寡聚物/小分子混合离子电子导体的有机电化学晶体管活性层材料; 开发有机电化学晶体管的关键技术, 实现若干集高性能、高稳定性、柔性于一体的有机电化学晶体管, 构筑面向柔性、可穿戴器件的传感及低功耗的有机突触晶体管, 对柔性生物电子学的发展具有积极的促进意义.
有机 2025年01月16日
基于多氮唑配体制备金属有机框架用于乙炔吸附分离

基于多氮唑配体制备金属有机框架用于乙炔吸附分离

摘要：电石法制备的乙炔(C2H2)中会混入氮气、氧气和二氧化碳等杂质组分, 为获得高纯度乙炔, 相应的纯化分离研究十分必要. 金属有机框架(metal organic framework, MOF)材料是一种具有超高孔隙率和易于功能化的多孔材料. 基于特殊的孔腔特点, 该类材料在气体吸附分离领域展现出优异的性能. 本研究以一水合乙酸铜和5-(4-吡啶基)-1H-四唑为原料, 制备了一种新的MOF材料——Cu(Hptz), 命名为TYUT-15. 该材料基于特殊的方形孔腔结构和多氮吸附位点触发了孔中乙炔分子间的偶极矩协同吸附, 在主客体的共同作用下极大地提高了乙炔的吸附容量.采用单晶X射线衍射、同步热重分析、单组分气体吸附及混合气体穿透测试等对样品的结构及气体吸附分离性能进行了表征. 分离实验表明, 该材料可以从C2H2/CO2/N2/O2四组分混合气体中直接捕集C2H2.
有机 2025年01月17日
金属有机骨架Zn-BTC/rGO复合材料的制备和性能

金属有机骨架Zn-BTC/rGO复合材料的制备和性能

摘要：用超声震荡法合成不同形貌的石墨烯负载Zn-BTC 金属有机骨架材料，并将其用做电极组装超级电容器。用TG曲线、SEM观察、XRD谱、Brunauer-Emmett-Teller 模型和Raman 谱等手段表征材料的结构、形貌和电化学性能，使用电化学工作站和三电极体系测试了超级电容样品的电化学性能。结果表明，合成的一维棒状Zn-BTC 均匀锚定在褶皱的石墨烯纳米片层上，其比电容为182.4 C·g-1 (1 A·g-1)，优于石墨烯负载的二维片状Zn-BTC (139.3 C·g-1)、石墨烯(97.9 C·g-1)和一维棒状Zn-BTC (62.8 C·g-1)。使用石墨烯负载的一维棒状Zn-BTC组装的对称超级电容器，在电流密度为1 A·g-1、比容量为57.7 F·g-1、功率密度为1390 W·kg-1条件下的最大能量密度为1.99 Wh·kg-1，经过2000次充放电循环后其比容量保持率为90.3%。
有机 2025年09月18日