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红色荧光粉CaWO:Eu，Bi的制备和光学性能的研究

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人工晶体学报 2024年

作者：蔡小勇姜洪喜黑龙江科技大学研究生学院

本文采用高温固相法合成了一系列红色荧光粉CaWO4:Eu3+，Bi3+。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计等手段，对样品的晶体结构、微观形貌、光学性能、能量传递方式、荧光寿命和热稳定性进行了表征。结果表明，当Eu3+和Bi3... 详细信息

本文采用高温固相法合成了一系列红色荧光粉CaWO4:Eu3+，Bi3+。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计等手段，对样品的晶体结构、微观形貌、光学性能、能量传递方式、荧光寿命和热稳定性进行了表征。结果表明，当Eu3+和Bi3+的掺杂浓度分别为7%和2%时(摩尔分数)，荧光粉红色发光(615 nm)最强，理论计算得到荧光粉的平均颗粒尺寸为50.27 nm，这与电子显微镜观察结果相符合。能量传递方式以电偶极-电四极相互作用为主，对CaWO4:7%Eu3+，xBi3+(x = 0～6%)系列荧光粉进行了荧光寿命测量，发现它们荧光寿命基本相同，都在0.56 ms左右。对CaWO4:7%Eu3+，2%Bi3+荧光粉在不同温度下的光谱进行比较，并且计算了相应的色度坐标，当温度升高时，色度坐标整体左移，发光强度有所变弱，但整体来说热稳定性较好。较好的热稳定性和明亮红光发射表明该荧光粉可以作为潜在商用红光荧光粉。

关键词： CaWO 掺Eu 掺Bi 高温固相法荧光粉敏化剂荧光寿命热稳定性

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染料敏化太阳能电池敏化剂的模块化设计理念

化学教育（中英文） 2022年第18期43卷 1-10页

作者：武文俊华东理工大学化学与分子工程学院结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室功能材料化学上海市重点实验室先进材料与费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心上海200237

作为第一个开创性的分子光伏太阳能器件,染料敏化太阳能电池(DSSC)由于其低成本、可调节性和高光伏性能而引起了全世界的广泛关注。随着用于DSSC的纯有机敏化剂的发展,其构型从D-π-A、D_(2)-π-A到D-A-π-A,逐渐形成了完整的模块化设... 详细信息

作为第一个开创性的分子光伏太阳能器件,染料敏化太阳能电池(DSSC)由于其低成本、可调节性和高光伏性能而引起了全世界的广泛关注。随着用于DSSC的纯有机敏化剂的发展,其构型从D-π-A、D_(2)-π-A到D-A-π-A,逐渐形成了完整的模块化设计理念。依据该理念,研究者完成了大量具有高光伏性能的有机敏化剂的设计和合成,并应用到DSSC中。为了将分子新能源的前沿领域引入化学专业本科生的专业课程,在此总结了敏化剂的模块化设计思路及应用,以满足化学专业相关课程的要求,同时以提高学生的学习兴趣和知识范围。模块化设计理念可操作性强,可大幅提高工作效率,有望应用于分子设计的其他领域。

关键词：染料敏化太阳能电池敏化剂模块化设计理念化学专业

藻红素、藻尿胆素及其量子点复合物作为电池敏化剂的第一性原理研究

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藻红素、藻尿胆素及其量子点复合物作为电池敏化剂的第一性原理研...

作者：邢俸霖鲁东大学

学位级别：硕士

染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种效仿光合作用原理而开发形成的新型太阳能电池。由于其使用纳米二氧化钛半导体和染料敏化剂作为主要原料,具有制作工艺便捷、原材料充足和综合成本低等优点。与此同时,还有着可观的光电转换效率和良好的... 详细信息

染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种效仿光合作用原理而开发形成的新型太阳能电池。由于其使用纳米二氧化钛半导体和染料敏化剂作为主要原料,具有制作工艺便捷、原材料充足和综合成本低等优点。与此同时,还有着可观的光电转换效率和良好的稳定性,受到研究人员广泛关注。但是,如何提高DSSC的光电转换效率仍是处于努力之中的问题。因为染料敏化剂吸收太阳光的能量并且进行最初始的电子输运过程,在DSSC工作过程中扮演着至关重要的角色。因此,寻找优异的染料敏化剂和有效提高染料敏化剂光学性能与电子性质的方法,对提高DSSC的光电转换效率有着重要的意义。本文基于第一性原理的密度泛函理论和含时密度泛函理论,构建了多种基于藻红素(PEB)和藻尿胆素(PUB)不同的纳米复合结构并研究了其作为敏化剂的可行性。构建了计算DSSC光电转换效率的方案并计算了藻红素和藻尿胆素作为敏化剂的光电转换效率。主要内容如下:1.基于第一性原理的密度泛函理论以及含时密度泛函理论,对于石墨烯量子点(GQD)和藻红素/藻尿胆素复合所形成的纳米复合结构作为DSSC敏化剂的可行性进行了定性分析。一共构建并优化了六种纳米复合结构的几何构型,分析了谐振频率和形成能证实其能量稳定性。通过对纳米复合结构前线轨道能级、空间电荷分离、电子驱动力、电子重组速率和光吸收性质的分析表明,所有考虑的纳米复合结构光吸收性能都有较明显的提升。其中GQD1-PEB与GQD2-PEB不仅满足作为敏化剂的所有要求,同时具有明显的空间电荷分离,GQD2-PEB与PEB相比摩尔消光系数有大约5倍的提升。因此,GQD2-PEB具备作为DSSC敏化剂候选材料的条件。2.构建了PEB和PUB分子吸附在光电阳极二氧化钛(Ti O)表面处的结构,对每个分子考虑了三种不同的吸附方位,共形成六种吸附构型。将复合结构的能带投影到分子和Ti O,确定了分子的最高占据轨道、最低未占据轨道和Ti O的导带值。发现只有四种吸附构型满足作为敏化剂的基本要求,说明吸附方位会对染料敏化剂的工作产生影响。3.基于DSSC的结构和工作原理,结合文献报道的各种计算方法和相应参数,优化了一种基于第一性原理计算获得DSSC光电转换效率的计算方案。该方案通过对光采集效率以及短路电流密度校正因子进行模拟计算,得到了短路电流密度。在计算出电子重组速率和重组电阻的基础上确定开路电压。由于文献中常用的计算开路电压的半经验公式有时会给出不合理的结果,我们综合了两种方法计算开路电压。基于第一性原理计算的电子结构性质计算了填充因子。采用已有光电转换实验值的D149染料分子对计算方案可靠性和准确性确认的基础上,计算了基于PUB/PEB敏化剂的DSSC的光电转换效率,最高可达11.05%和9.73%。说明通过控制这两个分子在Ti O表面的吸附方位,可以获得比较满意的光电转换效率。本文构建的计算方案也可用于其它分子的光电转换效率预测,从而通过理论计算挑选敏化剂,为实验制备提供更多候选材料,加快高光电转换效率的DSSC敏化剂的发展。

关键词：染料敏化太阳能电池藻红素和藻尿胆素敏化剂光电转换效率第一性原理

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敏化剂特性及其耦合微波强化污泥破解研究

中国环境科学 2020年第4期40卷 1586-1593页

作者：王子文张正豪王燕杨叙军杨汉文李冲王瑞陈安怡王硕李激江南大学环境与土木工程学院江苏省厌氧生物技术重点实验室江苏无锡214122 国联环保能源集团有限公司江苏无锡214122 江苏省高校水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009

采用污泥活性炭(SAC)、TiO2/SAC、Fe3O4/SAC作为敏化剂,结合微波处理技术对污泥进行了预处理,通过分析滤液中COD、DNA、氮、磷、有机物的含量及组分,探索微波+敏化剂的最佳处理条件.SAC负载TiO2和Fe3O4后强化了其对电磁波的介电损耗和... 详细信息

采用污泥活性炭(SAC)、TiO2/SAC、Fe3O4/SAC作为敏化剂,结合微波处理技术对污泥进行了预处理,通过分析滤液中COD、DNA、氮、磷、有机物的含量及组分,探索微波+敏化剂的最佳处理条件.SAC负载TiO2和Fe3O4后强化了其对电磁波的介电损耗和磁滞损耗,tanδε分别增加了1.8和1.3倍,tanδμ分别增加到0.26和0.67.TiO2/SAC投加量为0.25g/gSS时,样品滤液的COD浓度是1900mg/L,是原污泥和单独微波处理的4.52倍和1.86倍;Fe3O4/SAC投加量为0.35g/gSS时,样品滤液的COD浓度是2540mg/L,是原污泥和单独微波处理的6.05倍和2.45倍,Fe3O4/SAC强化污泥破壁效果更好.此时,样品滤液中TN、TP、蛋白质、多糖浓度分别为原污泥的7.7倍、16倍、7.49倍和71.69倍,微生物胞内和胞外聚合物中的物质大量释放,滤液中的溶解性有机物大大增加.微波+敏化剂的预处理方法有利于对污泥中氮、磷及有机物进行资源化利用与回收.

关键词：微波敏化剂吸波性能污泥破解有机氮有机磷

卟啉钯敏化剂构效性质与三线态-三线态湮灭上转换性能研究

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光谱学与光谱分析 2021年第1期41卷 71-79页

作者：叶常青于雪陈硕然梁作芹周宇扬王筱梅苏州科技大学绿色印刷纳米光子工程技术研究中心材料科学与工程学院江苏苏州215009

上转换发光是一种将长波长的激发光转化为短波长发射的反斯托克斯发光现象,三线态-三线态湮灭上转换(TTA-UC)能够在较低密度能量下被激发,且上转换量子产率高,因此获得研究者们广泛关注。关于敏化剂分子结构与上转换发光性能相关性的研... 详细信息

上转换发光是一种将长波长的激发光转化为短波长发射的反斯托克斯发光现象,三线态-三线态湮灭上转换(TTA-UC)能够在较低密度能量下被激发,且上转换量子产率高,因此获得研究者们广泛关注。关于敏化剂分子结构与上转换发光性能相关性的研究一直是TTA-UC研究领域的重要热点,选择两种代表性的卟啉钯光敏剂[PdOEP-八乙基卟啉钯(Ⅱ)和PdBrTPP-四溴苯基卟啉钯(Ⅱ)]与蒽衍生物9,10-(4-羟甲基)苯基蒽p-DHMPA发光剂组合上转换体系作为研究模型,通过一系列合成工作获得材料分子后,进一步比较两种敏化剂的光谱性质与体系最终上转换性能之间关系。通过细致研究敏化剂和发光剂的荧光发射和寿命等光谱性质对敏化剂系间窜越,三线态-三线态能量转移及三线态-三线态湮灭等能量传递过程的影响后,发现在532 nm处的摩尔吸光系数PdBrTPP(10.8 cm^-1·mmol^-1)大于PdOEP(3.0 cm^-1·mmol^-1);三线态寿命PdBrTPP(173.13μs)大于PdOEP(109.21μs)。但与p-DHMPA配对时光敏剂与发光剂的三线态能级差ΔE TT,PdOEP(0.140 eV)却高于PdBrTPP(0.062 eV),通过Stern-Volmer方程得到Stern-Volmer猝灭常数K SV和双分子猝灭常数k q值也是PdOEP略高,最终表现出上转换阈值PdOEP/p-DHMPA(22.40 mW·cm^-2)小于PdBrTPP/p-DHMPA(29.78 mW·cm^-2),上转换发光效率ΦUC,PdOEP/p-DHMPA(28.3%)大于PdBrTPP/p-DHMPA(26.8%)。因此,卟啉钯敏化剂的构效对三重态湮灭上转换发光效率影响最为重要的决定因素是敏化剂三线态高低。对于不同的敏化剂,在分子主体结构、摩尔吸光系数与三线态寿命等光谱参数差别不大的情况下,敏化剂的三线态能级越高,就将会具有更大的上转换发光效率。然而如果以总上转换能力指标来评价,PdBrTPP的共轭结构能够提升其在激发波长处吸收更多光子的能力,具有比PdOEP更高的摩尔吸光系数,造成其总上转换能力η比PdOEP高3.4倍。因此从上转换总效能指标来评价,通过敏化剂分子设计调控其在激发光波长处的摩尔吸光系数也不失为一种简单易行的方法。

关键词：三线态-三线态湮灭上转换敏化剂构效关系三线态能级摩尔吸光系数

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动压作用下敏化剂对乳化炸药析晶量的影响

煤炭学报 2011年第11期36卷 1836-1839页

作者：颜事龙吴红波刘锋安徽理工大学安徽淮南232001

利用水下爆炸测试系统,对乳化炸药药包进行动压加载,测出动压作用前后乳化炸药药包水中爆炸冲击波压力大小,计算出压力减敏程度,并利用水溶法测量了乳化炸药在动压作用前后析晶量的大小,用析晶量的大小来表征乳化炸药的破乳程度,分析了... 详细信息

利用水下爆炸测试系统,对乳化炸药药包进行动压加载,测出动压作用前后乳化炸药药包水中爆炸冲击波压力大小,计算出压力减敏程度,并利用水溶法测量了乳化炸药在动压作用前后析晶量的大小,用析晶量的大小来表征乳化炸药的破乳程度,分析了敏化剂的含量和类型对乳化炸药破乳程度的影响。实验结果表明:在相同的动压作用下,乳化炸药的析晶量随着敏化剂含量的增加而增大,其减敏程度也相应地增大;对于相同敏化剂含量的乳化炸药来说,玻璃微球敏化的乳化炸药的析晶量小于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,其减敏程度也相应地小于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药。因此,玻璃微球敏化的乳化炸药的抗动压性能优于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,适当降低敏化剂的含量,可以降低乳化炸药的破乳程度,提高乳化炸药的抗动压性能。

关键词：动压敏化剂乳化炸药减敏析晶量

Nafion负载的三联吡啶钌为敏化剂烯烃的光敏氧化反应

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化学学报 2003年第7期61卷 1036-1039页

作者：付小刚吴骊珠张丽萍佟振合中国科学院理化技术研究所北京100101

以[Ru(bpy)_3]^(2+)和Nafion膜负载的[Ru(bpy)_3]^(2+)为敏化剂,研究了反式-1,2-二甲氧基芪、2,3-二氢吡喃和反式,反式-1,4-二苯基-1,3-丁二烯在甲醇中的光敏氧化.实验表明,与均相光敏氧化相比,Nafion负载的敏化剂具有敏化剂与产物、剩... 详细信息

以[Ru(bpy)_3]^(2+)和Nafion膜负载的[Ru(bpy)_3]^(2+)为敏化剂,研究了反式-1,2-二甲氧基芪、2,3-二氢吡喃和反式,反式-1,4-二苯基-1,3-丁二烯在甲醇中的光敏氧化.实验表明,与均相光敏氧化相比,Nafion负载的敏化剂具有敏化剂与产物、剩余底物、溶剂等易分离并可重复使用的优点.

关键词： Nafion负载三联吡啶钌敏化剂烯烃光敏氧化反应 [Ru(bpy)3]^2+

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D-A-π-A结构染料敏化剂研究进展

有机化学 2015年第11期35卷 2237-2258页

作者：杨贺玮官俊杰高峰贤何欣平王安孙宝德张学强张宝冯亚青天津大学化工学院天津300072 天津大学天津化工协同创新中心天津300072

D-π-A结构基于对分子内光生电子传输的增强作用而成为了敏化太阳能电池(dye sensitized solar cells,DSSCs)敏化剂设计的主要出发点.D-A-π-A结构的敏化剂是从D-π-A结构出发,在敏化剂的内部引入附加的吸电子基团作为内部电子受体而设... 详细信息

D-π-A结构基于对分子内光生电子传输的增强作用而成为了敏化太阳能电池(dye sensitized solar cells,DSSCs)敏化剂设计的主要出发点.D-A-π-A结构的敏化剂是从D-π-A结构出发,在敏化剂的内部引入附加的吸电子基团作为内部电子受体而设计出来的,相比于传统的D-π-A结构敏化剂在性能上具有更大的优势.综述了2012年以来科学家对D-A-π-A结构敏化剂的分子设计及其在DSSCs中的应用性能的研究成果.

关键词： D-A-π-A 太阳能电池敏化剂

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有机染料敏化剂分子设计新进展

有机化学 2012年第3期32卷 472-485页

作者：何俊杰陈舒欣王婷婷曾和平华南理工大学化学与化工学院功能分子研究所广州510640

综述了应用于染料敏化太阳能电池的多吡啶钌配合物、胺类染料、卟啉和酞菁类染料分子设计方面影响其光电转化效率的因素研究及新进展.

关键词：染料敏化太阳能电池敏化剂染料构效关系