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苝酰亚胺/ZnIn_(2)S_(4)S型异质结光催化性能与反应机制

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硅酸盐学报 2023年第1期51卷 14-22页

作者：唐华刘玥王乐乐刘芹芹江苏大学材料与工程学院江苏镇江212013 青岛大学环境科学与工程学院山东青岛266100

构建较强氧化还原能力与较高电荷转移效率的阶梯型(S型)异质结光催化剂是提高光催化性能的有效策略。通过溶剂热法在棒状苝酰亚胺(PDI)表面原位生长了ZnIn_(2)S_(4)S纳米片,得益于良好的界面接触与匹配的能带结构,PDI/ZnIn_(2)S_(4)S异... 详细信息

构建较强氧化还原能力与较高电荷转移效率的阶梯型(S型)异质结光催化剂是提高光催化性能的有效策略。通过溶剂热法在棒状苝酰亚胺(PDI)表面原位生长了ZnIn_(2)S_(4)S纳米片,得益于良好的界面接触与匹配的能带结构,PDI/ZnIn_(2)S_(4)S异质结展现出优异的光催化性能。此外,在同步光催化产氢与苯甲醇氧化全反应体系中,5%PDI/ZnIn_(2)S_(4)S光催化剂表现出较高的产氢性能[21.66mmol/(g·h)]与苯甲醛产率[1.02mmol/(g·h)]分别是纯ZnIn_(2)S_(4)S的2.12倍和3.00倍。基于X射线光电子能谱、瞬态光致发光光谱和电子顺磁共振信号等分析,证实了PDI与ZnIn_(2)S_(4)S之间内建电场的形成与S型电子转移路径。该电荷转移机制保留了复合催化剂较高的氧化还原电位,促进了界面电荷分离与转移,进而提升了光催化性能。该有机-无机S型异质结光催化剂的设计应用为新型双功能催化剂的开发提供了新思路。

关键词：异质结苝酰亚胺光催化制氢苯甲醇氧化

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苝酰亚胺和大环化合物的超分子组装(英文)

化学进展 2013年第6期25卷 869-880页

作者：蒋邦平郭东升刘育南开大学化学系元素有机化学国家重点实验室天津300071

苝酰亚胺及其衍生物是一类具有良好的π…π堆积能力和优良的光电性能的n型半导体材料,通过该类化合物与大环化合物构筑纳米超分子组装体是近年来化学、材料科学和纳米科学等领域备受关注的研究之一。本文主要论述了近年来以共价或非共... 详细信息

苝酰亚胺及其衍生物是一类具有良好的π…π堆积能力和优良的光电性能的n型半导体材料,通过该类化合物与大环化合物构筑纳米超分子组装体是近年来化学、材料科学和纳米科学等领域备受关注的研究之一。本文主要论述了近年来以共价或非共价的方法将超分子大环化合物引入到苝酰亚胺体系构筑出各种纳米功能超分子组装体的研究进展,可以认为超分子大环化合物与苝酰亚胺的组装不仅可以调节苝酰亚胺的光物理行为,而且还可以赋予超分子组装体很多新颖的物理化学特性,使其在传感材料和光电器件等方面展现出很大的潜在应用价值。这些研究极大地拓展了构筑新颖苝酰亚胺纳米超分子组装体的方法。我们相信本文对于进一步构筑具有特定结构和功能的苝酰亚胺-大环化合物超分子组装体将起到积极的促进作用。

关键词：自组装体超分子结构苝酰亚胺大环化合物非共价键作用力 π…π堆积

一种具有长寿命三线态的锌卟啉-苝酰亚胺超分子的光物理过程

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高等学校化学学报 2014年第8期35卷 1753-1760页

作者：汪天洋胡晓霞孙海亚郭建峰刘东志李巍王丽昌周雪琴天津大学化工学院天津300072 美国南伊利诺伊州大学卡本代尔分校化学与生物化学系

通过吡啶基与金属锌卟啉的配位作用,合成了一种新型卟啉-苝酰亚胺超分子配合(TPPZn-BPHPDI),通过核磁共振氢谱确认了超分子体系的形成.采用荧光滴定方法测得锌卟啉与苝酰亚胺配位作用的平衡常数为5.32×104L/mol.纳秒瞬态荧光光谱和瞬... 详细信息

通过吡啶基与金属锌卟啉的配位作用,合成了一种新型卟啉-苝酰亚胺超分子配合(TPPZn-BPHPDI),通过核磁共振氢谱确认了超分子体系的形成.采用荧光滴定方法测得锌卟啉与苝酰亚胺配位作用的平衡常数为5.32×104L/mol.纳秒瞬态荧光光谱和瞬态吸收光谱显示,超分子体系内存在着从卟啉三线态向苝酰亚胺三线态的能量传递过程,产生了寿命长达101μs的苝酰亚胺三线态分子.

关键词：卟啉苝酰亚胺超分子三线态 T-T能量转移

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乙酸介质中构筑苝酰亚胺染料长纳米线

高等学校化学学报 2007年第10期28卷 1944-1947页

作者：曹亚锋解波雨孙景志浙江大学高分子科学与工程学系教育部高分子合成与功能构造重点实验室杭州310027

合成了一种带酰胺基的苝酰亚胺.紫外-可见光谱表明,该化合物在乙酸和体积分数大于40%的乙酸水溶液中于647nm附近出现'黑相'的特征吸收,苝生色团采取in-phase方式排列;而在乙醇和体积分数小于40%的乙酸水溶液中于571nm附近出现'红相'的... 详细信息

合成了一种带酰胺基的苝酰亚胺.紫外-可见光谱表明,该化合物在乙酸和体积分数大于40%的乙酸水溶液中于647nm附近出现'黑相'的特征吸收,苝生色团采取in-phase方式排列;而在乙醇和体积分数小于40%的乙酸水溶液中于571nm附近出现'红相'的特征吸收,苝生色团采取interdigital方式排列.SEM和TEM照片显示,黑色固体的微观形态为长达数百微米,直径为100～200nm的纳米线,而红色固体则为长度为几微米的梭状结构.用紫外-可见和红外光谱监测了随着乙酸浓度的降低和介质改变,固体由黑相到红相的转变,SEM图像还显示,在体积分数为40%的乙酸水溶液中存在长纳米线解体和短的梭状结构形成的转变过程.

关键词：纳米线苝酰亚胺分子排列

含三苯胺结构的非对称型苝酰亚胺的合成及性能

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高等学校化学学报 2015年第12期36卷 2409-2414页

作者：孔鲁诗田国峰李丰齐胜利武德珍北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 北京化工大学常州先进材料研究院常州213164

合成了2种含有三苯胺结构的非对称型苝酰亚胺N-(2-乙基己基)-N'-(4-三苯胺)-3,4,9,10-苝二酰亚胺(PDI-ATPA)和4,4',4″-三[N-(2-乙基己基)-3,4,9,10-苝二酰亚胺]-三苯胺(PDI-TATPA).利用核磁共振谱(NMR)、红外光谱(IR)和元素分析等方法... 详细信息

合成了2种含有三苯胺结构的非对称型苝酰亚胺N-(2-乙基己基)-N'-(4-三苯胺)-3,4,9,10-苝二酰亚胺(PDI-ATPA)和4,4',4″-三[N-(2-乙基己基)-3,4,9,10-苝二酰亚胺]-三苯胺(PDI-TATPA).利用核磁共振谱(NMR)、红外光谱(IR)和元素分析等方法表征了2种分子的结构,采用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和荧光光谱研究了其分子光物理性能及在溶液中的聚集行为,并且对分子轨道、能级和偶极矩进行了分子模拟.研究结果表明,具有星形空间对称结构的苝酰亚胺分子PDI-TATPA在溶液中具有自组装行为;引入的三苯胺结构与苝核形成电子给体-受体结构,发生分子内电子转移(PET),进而导致荧光猝灭.

关键词：三苯胺苝酰亚胺非对称自组装

18-冠-6修饰苝酰亚胺衍生物的合成及离子识别行为

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高等学校化学学报 2013年第9期34卷 2108-2113页

作者：王丽华江山张志君张衡益刘育南开大学化学系元素有机化学国家重点实验室天津300071

合成了一种18-冠-6修饰的苝酰亚胺衍生物(1),研究了其作为主体对金属离子与阴离子的选择性识别行为.结果表明,主体1对Ba2+离子具有一定的选择性响应,并可以通过Ba2+调控主体1的堆积行为;主体1还对F-离子有选择性响应,F-与苝酰亚胺单元... 详细信息

合成了一种18-冠-6修饰的苝酰亚胺衍生物(1),研究了其作为主体对金属离子与阴离子的选择性识别行为.结果表明,主体1对Ba2+离子具有一定的选择性响应,并可以通过Ba2+调控主体1的堆积行为;主体1还对F-离子有选择性响应,F-与苝酰亚胺单元之间发生了阴离子-π相互作用.

关键词：冠醚苝酰亚胺阴离子-π相互作用离子识别

二元溶剂体系对含仲胺基团苝酰亚胺衍生物自组装与光电性能的影响

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材料导报 2021年第10期35卷 10176-10183页

作者：龙涛杨新国李丝雨王影毛凤余湖南大学材料科学与工程学院长沙410082 湖南大学湖南省喷射沉积技术及应用重点实验室长沙410082

设计了一种含仲胺基团的苝酰亚胺衍生物N,N-二(2-乙基乙二胺基)-1,6,7,12-四(4-叔丁基苯氧基)-3,4,9,10-苝酰亚胺(B-PDI-1),并采用紫外吸收光谱与荧光光谱研究了B-PDI-1在四氢呋喃(THF)/H_(2)O混合溶剂中的光物理性质;通过扫描电镜(SEM)... 详细信息

设计了一种含仲胺基团的苝酰亚胺衍生物N,N-二(2-乙基乙二胺基)-1,6,7,12-四(4-叔丁基苯氧基)-3,4,9,10-苝酰亚胺(B-PDI-1),并采用紫外吸收光谱与荧光光谱研究了B-PDI-1在四氢呋喃(THF)/H_(2)O混合溶剂中的光物理性质;通过扫描电镜(SEM)与X射线粉末衍射(XRD)表征B-PDI-1在THF/H_(2)O中所形成的聚集体形态结构;利用循环伏安法(CV)与Guassion模拟运算研究了其变色机理;使用电化学工作站测定了聚集体的J-V曲线与瞬态光响应,并评估了它的光伏性能。结果表明,B-PDI-1在THF/H_(2)O二元溶剂体系自组装过程中由红色变为蓝色,其紫外吸收光谱则出现了红移现象,在THF含量f THF=10%时达到了最大值35.4 nm,随着THF/H_(2)O二元溶剂体系中THF含量减少,荧光强度将会逐渐降低,但始终存在着微弱的荧光,意味着B-PDI-1具有J型聚集的特征;B-PDI-1在不同THF/H_(2)O比例的混合溶液中都能形成具有明确形貌的聚集体,在不同THF含量的溶液中分别获得了螺旋带状、长斜四边形、棒状、类球形以及长直纳米带等纳米结构;随着该组装体系中THF含量发生变化,分子堆积方式也将改变,分子间的微扰作用集中体现在HOMO能级的提高,由于不同聚集体能带的差异导致了颜色的变化,且在f_(THF)=10%时B-PDI-1的光波转化效率达到最大值(0.43%)。

关键词：苝酰亚胺自组装仲胺基团电子结构光伏性能二元溶剂体系

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不同氟取代基对苝酰亚胺电子迁移率的影响

化学学报 2006年第8期64卷 721-726页

作者：施敏敏陈红征汪茫浙江大学高分子科学与工程学系硅材料国家重点实验室杭州310027

利用空间电荷限制电流(SCLC)法测试了二种氟代苝酰亚胺的电子迁移率,一种是N,N'-二(五氟代苯基)-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(1),另一种是N,N'-二(1,1-二氢十五氟代辛基)-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(2).结果发现,化合物2的电子迁移率要比... 详细信息

利用空间电荷限制电流(SCLC)法测试了二种氟代苝酰亚胺的电子迁移率,一种是N,N'-二(五氟代苯基)-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(1),另一种是N,N'-二(1,1-二氢十五氟代辛基)-3,4,9,10-苝四羧基二酰亚胺(2).结果发现,化合物2的电子迁移率要比1高1～2个数量级.UV-Vis,XRD,SEM和AFM等表征手段证明,这一现象可以用不同的氟取代基导致不同的聚集态结构来解释:对于化合物1而言,苯环平面与苝环平面之间存在大的夹角,破坏了苝酰亚胺分子的平面性,再加上刚性的氟代苯环大的空间位阻作用,化合物1分子无法依靠相邻苝环之间的重叠排列而结晶,只能无序堆积形成非晶膜;与之相反,在化合物2分子中苝环上的端基是柔性的锯齿状氟代烷基链,空间位阻小,化合物2分子能通过相邻苝环之间相互接近而形成的π-π偶合作用而结晶,因此有利于电子在苝酰亚胺分子间的跳跃传输.

关键词：电子迁移率苝酰亚胺氟代作用聚集态结构

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含苝酰亚胺衍生物太阳电池材料

化学进展 2008年第11期20卷 1751-1760页

作者：王洪宇彭波韦玮复旦大学信息科学与工程学院先进光子学材料与器件国家重点实验室上海200433

随着全球对能源需求的日益增加,能源问题已成为当今世界各国经济发展过程中遇到的首要问题,用之不竭的无污染太阳电池成为近年来研究的热点。最近苝酰亚胺衍生物在太阳电池材料的研究开发中受到越来越多的重视,一方面是苝酰亚胺类材料... 详细信息

随着全球对能源需求的日益增加,能源问题已成为当今世界各国经济发展过程中遇到的首要问题,用之不竭的无污染太阳电池成为近年来研究的热点。最近苝酰亚胺衍生物在太阳电池材料的研究开发中受到越来越多的重视,一方面是苝酰亚胺类材料价格便宜、稳定性高;另一方面苝酰亚胺衍生物含有大的共苯环平面结构和两个亚胺环结构,具有高的电子亲和势和很强的得电子能力,是一种典型的n型材料。本文综述了苝酰亚胺衍生物在有机太阳电池材料中的应用,并且介绍了本课题组在该领域的研究进展,讨论了其今后的发展方向。

关键词：太阳电池苝酰亚胺 p-n异质结本体异质结染料敏化太阳电池