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染料敏化太阳能电池中苯胺类染料光电性质的理论研究

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染料敏化太阳能电池中苯胺类染料光电性质的理论研究

作者：衡盼盼河南大学

学位级别：硕士

随着当今社会快速的发展,人类对能源的需求在不断增长。但是日益衰竭的化石能源已经远远不能满足社会快速发展的需求,并且还会带来环境污染、能源短缺等严重问题。发展可再生能源是解决上述问题的有效途径之一。太阳能在可再生能源中具... 详细信息

随着当今社会快速的发展,人类对能源的需求在不断增长。但是日益衰竭的化石能源已经远远不能满足社会快速发展的需求,并且还会带来环境污染、能源短缺等严重问题。发展可再生能源是解决上述问题的有效途径之一。太阳能在可再生能源中具有以下独特的优势:第一,太阳能不受地域限制,可以直接收集利用;第二,太阳能是最好的清洁能源之一;第三,太阳能储备充足,每年太阳辐射在地球上的能量将近130万亿吨煤。太阳能电池是直接利用太阳能的有效途径,其种类繁多,包括硅基太阳能电池、钙钛矿太阳能电池以及染料敏化太阳能电池等等。其中,染料敏化太阳能电池因其具有制造过程简单、成本低廉、环境友好等优点而成为科学家们研究的热点。染料敏化剂是染料敏化太阳能电池的重要组分之一,对电池的整体效率起着至关重要的作用。与金属类染料相比,有机染料具有原材料丰富、摩尔吸光率高、制备工艺简单以及分子结构可调控等优点。但是,目前有机敏化剂类电池的光电转换效率还普遍偏低,严重制约了其大规模的商业化生产。所以,寻找高效、廉价的有机敏化剂是染料敏化太阳能电池领域的研究热点。有机染料结构多变,样式繁多,如何从诸多的染料中挑拣出性能优异的敏化剂是提升电池整体效率的瓶颈问题。针对这个问题,相关研究者提出了“理论设计-实验开发”的研究模式。首先通过理论模拟对染料的整体性能进行评估后,再决定是否进行实验合成。这样可以减少不必要的实验合成,降低研发成本。显然,在这种研究模式中理论模拟的准确性就变得尤为重要。目前,对有机敏化剂的理论研究数不胜数,但大多都存在以下问题:仅限于分析染料的分子结构、前线分子轨道以及吸收光谱,而忽略了染料与半导体材料之间的界面性质,从而无法全面评估染料的光电性能。针对以上问题,本文对具有不同结构类型的染料分子的静态性质以及染料-二氧化钛吸附模型的界面性质进行了详细研究,探讨了富/缺电子基团作为π桥以及辅助受体对染料整体结构及性能的影响。最重要的是,使用不同的计算模型对短路电流、开路电压以及光电转换效率进行了准确估算。具体研究内容如下:1.使用密度泛函理论和第一性原理,研究了四种具有不同π桥基团的染料分子（1,2,3和4）。所有染料均是以三苯胺（TAA）基团为电子供体,氰基丙烯酸为受体,偶氮苯衍生物作为π连接基团。其中,1和2是实验上已经合成的染料。在此基础上分别引入4H-环戊[2,1-b:3,4-b’]二噻吩（CPDT）和3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）修饰π桥,设计了染料3和4。首先,在B3LYP/6-31G（d,p）水平下,分析了所有孤立染料的前线分子轨道和吸收光谱。结果显示,设计的3和4号分子在400 nm～550 nm处存在一个强吸收峰。其次,探究了染料-Ti O2的界面性质,计算得到了所有染料的吸附能、态密度以及分波态密度,同时还定量计算了它们的短路电流和开路电压。研究表明,与1和2相比,3和4具有更大的短路电流和开路电压,以及更高的光电转换效率。为了研究分子的聚集效应,对染料双分子吸附模型进行了10 ps的动力学模拟,计算得到的3的平均电子耦合是最小的,表明3的聚集效应最小。由此可见,通过引入富电子基团与偶氮苯结合而成的π桥可以同时增大短路电流和开路电压,有利于提高电池的整体效率。2.依照实验文献报道的一种基于蒽的D-π-A-A型有机染料（TY6）,通过引入不同的π桥或辅助受体基团,策略性地设计出了一系列基于蒽的有机染料1-4。通过第一性原理,分析了所有染料的几何构型、分子轨道能级、吸光范围以及芳香性。研究发现,引入富电子基团3,6-二乙基噻吩并[3,2-b]噻吩（DETT）形成的染料2的吸收带发生了蓝移,但引入缺电子基团二酮吡咯并吡咯（DTDPP）和2,3-双（5-乙基噻吩-2-基）噻吩并[3,4-b]吡嗪（BETTP）分别作为π桥和辅助受体形成的3和4的吸收带显著扩展到550 nm～650 nm区域。通过对比染料芳香性发现,3和4的电子离域和电子转移性能更好。研究了染料-半导体吸附体系,结果显示3和4吸附更加稳定并且具有更短的电子注入时间。此外,利用标准模型（NM）以及改进的标准模型（INM）定量计算了所有染料的短路电流、开路电压、填充因子以及光电转换效率,INM模型可以更好地再现实验分子TY6的光电参数,证明了我们预测的精准度。最后,我们预测的3和4的光电转换效率都超过了32%,有望成为染料敏化太阳能电池中的非金属有机染料的潜在候选者。3.根据实验合成的D-A-π-A型有机染料DH-16构建简易模型化合物1,其结构是以乙基取代的三苯胺基团为电子供体,苯并噻二唑（BTZ）作为辅助受体,咔唑（CZ）为π桥,氰基丙烯酸作为电子受体/锚定基团。按照三种不同策略设计了一系列三苯胺基有机染料2-4:通过调换BTZ和CZ基团的位置得到染料2;用2-乙基-2H-萘并[2,3-d]

关键词：染料敏化太阳能电池第一性原理有机敏化剂光电性能染料聚集

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建好“思想库” 用好“智囊团”

企业文明 2024年第08期 93-94页

作者：冯盼盼王涛衡晶钰

思想政治工作是党的优良传统、鲜明特色和突出政治优势，是一切工作的生命线。对于国有企业而言，加强和改进思想政治工作，离不开高质量的思想政治工作研究（以下简称：政研）。中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司（以下简称：...

思想政治工作是党的优良传统、鲜明特色和突出政治优势，是一切工作的生命线。对于国有企业而言，加强和改进思想政治工作，离不开高质量的思想政治工作研究（以下简称：政研）。中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司（以下简称：长庆油田）以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，把政研工作摆在重要位置，多措并举建机制、育品牌、促转化，用好政研“思想库”“智囊团”，在新时代新征程上为员工谋幸福、为发展聚合力。

关键词：

北魏泾水中上游的族群融合与王朝管理——以《皇甫驎墓志》为线索

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中国边疆史地研究 2024年第1期34卷 41-52,214页

作者：殷盼盼陕西师范大学中国西部边疆研究院西安市710062

“统酋”是北魏管理胡族部落的职务,具有部落统帅和王朝职任的双重属性,一般由胡族酉豪担任,是北魏削弱部族酋豪势力的措施之一。北魏占领泾水中上游初期,保留了诸多胡族部落,将诸酋豪以封爵、任官等方式纳入管理体系,部族酋豪势力强于... 详细信息

“统酋”是北魏管理胡族部落的职务,具有部落统帅和王朝职任的双重属性,一般由胡族酉豪担任,是北魏削弱部族酋豪势力的措施之一。北魏占领泾水中上游初期,保留了诸多胡族部落,将诸酋豪以封爵、任官等方式纳入管理体系,部族酋豪势力强于汉人豪右。随着平凉休屠胡金崖、黄石屠各路那罗、卢水胡刘超等叛乱相继被平定,以及胡族部落逐渐瓦解,酋豪势力日渐削弱。延兴年间皇甫驎出任统酋时,泾州的胡、汉势力对比已经发生转变,6世纪初汉人豪右成为泾州区域政治的主导力量。

关键词：统酋皇甫驎泾水中上游族群融合

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Ⅰ型单纯疱疹病毒糖蛋白D的高效半合成策略

有机化学 2024年第1期44卷 326-328页

作者：杨鸿向张夏衡国科大杭州高等研究院化学与材料科学学院杭州310024

Ⅰ型单纯疱疹病毒(HSV-1)感染是全球卫生领域的一个重要难题,影响着全球70%的人口.该感染引发一系列免疫性疾病,包括唇疱疹、眼疱疹、新生儿疱疹、脑炎和生殖器疱疹等[1].尽管科学家们长期致力于寻找对抗HSV-1的疫苗,但目前仍未有任何... 详细信息

Ⅰ型单纯疱疹病毒(HSV-1)感染是全球卫生领域的一个重要难题,影响着全球70%的人口.该感染引发一系列免疫性疾病,包括唇疱疹、眼疱疹、新生儿疱疹、脑炎和生殖器疱疹等[1].尽管科学家们长期致力于寻找对抗HSV-1的疫苗,但目前仍未有任何经过批准的临床疫苗可用于对抗HSV-1.与其他α型疱疹病毒类似,HSV-1的糖蛋白D(gD)是一种关键的受体结合糖蛋白,在触发宿主细胞膜融合和病毒进入过程中发挥着关键作用.由于其重要的功能,gD蛋白成为研发针对HSV-1感染的有效疫苗与治疗方法的主要候选之一[2].

关键词：免疫性疾病有效疫苗疱疹病毒糖蛋白D 生殖器疱疹卫生领域宿主细胞膜唇疱疹

有机溶剂和聚电解质提升MHET水解酶催化性能

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第5期57卷 452-461页

作者：余林玲张盼盼孙彦天津大学化工学院天津300350

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种广泛应用的塑料,但由于其难以自然降解导致严重的污染问题.PET水解酶和对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶(MHETase)被认为是级联降解PET的关键酶,但尚未实现工业应用,本文针对MHETase开展稳定性研究以促进其... 详细信息

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种广泛应用的塑料,但由于其难以自然降解导致严重的污染问题.PET水解酶和对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶(MHETase)被认为是级联降解PET的关键酶,但尚未实现工业应用,本文针对MHETase开展稳定性研究以促进其工业开发.首先,选用4种不同的水溶性有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺、异丙醇和乙腈构建反应体系探寻最佳的MHETase反应条件,随后进一步研究有机溶剂和聚电解质预处理对MHETase催化活力和稳定性的影响.结果表明,当反应体系DMSO含量不高于10%时MHETase的活力几乎不受影响,其他条件下有机溶剂均会抑制MHETase活性,但这种抑制作用是可逆的,即该抑制可以通过去除有机溶剂来恢复.此外,低浓度的有机溶剂预处理能够提高MHETase的催化活力,且DMSO预处理能够提升MHETase的储存稳定性及热稳定性,MHETase在4℃下10%DMSO中储存96 h后的活力为原有活力的113%,在30℃下10%DMSO中孵育6 h后也能保持原有活力的103%.研究发现,MHETase活力可以通过阴、阳离子聚电解质孵育来提升,与等量阴、阳离子聚电解质共孵育的MHETase在4℃下10%DMSO中储存144 h也能保持118%的活力,但与DMSO预处理相比,聚电解质预处理对MHETase活力提升程度有限.本研究系统考察了有机溶剂和聚电解质对MHETase催化性能的影响,并指出DMSO和聚电解质的预处理有助于MHETase在常温下的储存和应用,为MHETase的工业应用提供了更多参考.

关键词：对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶二甲基亚砜稳定性助溶剂聚电解质

事后的防卫过当的教义学阐释——以量的防卫过当之否定为切入点

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江汉论坛 2024年第3期 139-144页

作者：段宇衡京都大学法学研究科日本京都6068501

我国传统理论对事后防卫的认定过于严苛,急需改良。现有通过引入“量的防卫过当”概念来扩展防卫过当成立范围的方案因深度绑定“一连串的行为”论,导致了防卫人罪名与刑罚加重的逆转现象、对防卫过当成立范围的不当限缩及对合法的正当... 详细信息

我国传统理论对事后防卫的认定过于严苛,急需改良。现有通过引入“量的防卫过当”概念来扩展防卫过当成立范围的方案因深度绑定“一连串的行为”论,导致了防卫人罪名与刑罚加重的逆转现象、对防卫过当成立范围的不当限缩及对合法的正当防卫行为的溯及评价,不具适用可能性。应将侵害结束后的行为单独认定为“事后的防卫过当”。事后的防卫过当以“事后性”的特征区别于正当防卫与强度的防卫过当,以超出“不法侵害尚未结束”这一限度要件的情形是否契合防卫过当的规范本质为基准划定防卫过当的成立范围,始终坚持有利于防卫人的立场。在不法侵害人先行引起了现实的紧急状态且防卫人为应对该状态而实施了追击的情形中,应将事后进行的防卫认定为防卫过当。

关键词：量的防卫过当一连串的行为论事后防卫规范本质事后的防卫过当

镉胁迫对盐地碱蓬二型种子幼苗生长及抗逆生理的影响

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 991-999页

作者：崔盼盼李彤苏芳莉沈阳农业大学水利学院沈阳110866 辽宁盘锦湿地生态系统国家野外科学观测研究站沈阳110866 辽宁双台河口湿地生态系统国家定位观测研究站辽宁盘锦124112

为探究盐地碱蓬二型种子幼苗对Cd胁迫的适应策略,明确Cd胁迫下植物响应机理并筛选出对Cd污染盐渍土壤有修复潜力的种子类型,以辽河口湿地潮滩区盐地碱蓬(Suaeda salsa)为材料,采用土培盆栽方法对盐地碱蓬进行0、0.04、0.2、0.4、0.8 mg... 详细信息

为探究盐地碱蓬二型种子幼苗对Cd胁迫的适应策略,明确Cd胁迫下植物响应机理并筛选出对Cd污染盐渍土壤有修复潜力的种子类型,以辽河口湿地潮滩区盐地碱蓬(Suaeda salsa)为材料,采用土培盆栽方法对盐地碱蓬进行0、0.04、0.2、0.4、0.8 mg·kg^(-1)Cd胁迫,分析2种盐地碱蓬幼苗生长情况、不同部位Cd含量、抗氧化酶比活力和渗透调节物含量。结果表明:Cd胁迫对黑色种子幼苗株高、鲜质量和根冠比的抑制作用大于棕色种子幼苗,Cd胁迫下棕色种子幼苗根、茎、叶生物量总体高于黑色种子幼苗;盐地碱蓬棕色种子幼苗叶片SOD、POD和CAT对Cd胁迫的抗氧化响应能力强于黑色种子幼苗,渗透调节物含量随着Cd胁迫浓度的增加呈升高的趋势,且棕色种子幼苗可溶性糖和脯氨酸含量明显高于黑色种子幼苗;盐地碱蓬棕色种子幼苗器官中Cd累积含量高于黑色种子幼苗,各器官Cd的积累分配为根>叶>茎;盐地碱蓬Cd累积与渗透调节物质含量之间呈正相关(P<0.01),植物生长与抗氧化酶活性之间呈正相关(P<0.05)。研究表明,棕色种子幼苗Cd胁迫耐性强于黑色种子幼苗,盐地碱蓬棕色种子有较好的Cd污染盐土修复潜力。

关键词：盐地碱蓬镉胁迫二型种子抗逆生理

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S-超格理想的相关性质

山东大学学报(理学版) 2024年

作者：刘妮崔盼盼陕西师范大学数学与统计学院

本文对S-超格理想的性质进行了探究。证明了两个S-超格的S-超格理想的直积是它们直积的S-超格理想,S-超格理想在S-超格满同态下的像和原像仍为S-超格理想,任意S-超格的全体S-超格理想构成一个代数的有顶交结构。举例说明了对于S-超格同... 详细信息

本文对S-超格理想的性质进行了探究。证明了两个S-超格的S-超格理想的直积是它们直积的S-超格理想,S-超格理想在S-超格满同态下的像和原像仍为S-超格理想,任意S-超格的全体S-超格理想构成一个代数的有顶交结构。举例说明了对于S-超格同余,最小元0所在的同余类一般不是S-超格理想,并给出了它是S-超格理想的一个充分条件,同时对任意S-超格理想,构造了以其为同余类的最大的S-超格同余。

关键词：超格 S-超格 S-超格理想 S-超格同余交结构

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智能科技与日化产品设计的融合研究

日用化学工业（中英文） 2024年第2期54卷 I0010-I0011页

作者：付盼盼郑州商学院

现代智能科技在日化产品设计中的应用日益广泛,为用户生活带来了积极改变。在日化产品设计领域,智能科技的融入正逐渐改变着产品的形态和功能,使日化产品更加贴近现代人的生活需求。基于此,要深入探讨智能科技在日化产品设计中的应用,... 详细信息

现代智能科技在日化产品设计中的应用日益广泛,为用户生活带来了积极改变。在日化产品设计领域,智能科技的融入正逐渐改变着产品的形态和功能,使日化产品更加贴近现代人的生活需求。基于此,要深入探讨智能科技在日化产品设计中的应用,推动传统日化产品设计与智能科技有机融合,适应当前日化行业发展需求,助力传统产业不断提档升级.

关键词：日化产品智能科技传统产业产品设计领域融合研究提档升级有机融合现代智能