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基于不同谐振腔结构的有机微腔激光器的研究进展(特邀)

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光子学报 2024年第5期53卷 80-98页

作者：朱金龙付红兵廖清首都师范大学化学系光功能材料与器件北京市重点实验室北京100048

有机微腔激光器利用有机增益材料和微腔结构的优点,在先进的光学领域中取得了巨大的发展,具有广泛的应用前景。有机微腔激光器通过对增益材料和谐振腔的调控,实现对激光的频率、横向分布特性及模式选择等进行选择性输出。本文对近年来... 详细信息

有机微腔激光器利用有机增益材料和微腔结构的优点,在先进的光学领域中取得了巨大的发展,具有广泛的应用前景。有机微腔激光器通过对增益材料和谐振腔的调控,实现对激光的频率、横向分布特性及模式选择等进行选择性输出。本文对近年来报道的有机增益材料和光学谐振腔的种类及特性进行了归纳,总结了具有不同谐振腔结构的有机微腔激光的研究进展,为进一步拓展有机微腔激光器提供借鉴和启发。

关键词：有机激光增益介质晶体谐振腔微腔结构

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非富勒烯受体有机太阳能电池稳定性研究进展

物理化学学报 2024年第6期40卷 15-19页

作者：郭雅雯李大伟高杨李翠红北京师范大学化学学院能量转换与存储材料北京市重点实验室北京100875

近年来,基于非富勒烯受体(NFAs)的有机太阳能电池(OSCs)取得了迅猛的发展。单异质结OSCs的光电转换效率(PCE)已突破19%,这进一步推动了有机光伏技术的商业化进程。光电转换效率的快速提升源于活性层材料的创新开发、器件工程的优化以及... 详细信息

近年来,基于非富勒烯受体(NFAs)的有机太阳能电池(OSCs)取得了迅猛的发展。单异质结OSCs的光电转换效率(PCE)已突破19%,这进一步推动了有机光伏技术的商业化进程。光电转换效率的快速提升源于活性层材料的创新开发、器件工程的优化以及对器件物理的更深刻理解。然而,稳定性问题已成为制约其商业化的一个主要因素。目前,关于活性层材料和电池器件稳定性的研究仍相对有限。在本综述中,我们对NFA-OSCs不稳定性的机理进行了简要介绍,包括NFAs的光氧化降解、不稳定的共混薄膜形貌以及界面层诱导的NFAs不稳定性。同时,我们总结了近年来国内外关于提高NFA-OSCs稳定性的研究策略。期望本综述能为实现高效、稳定的NFA-OSCs提供有益的指导。

关键词：有机太阳能电池非富勒烯受体内部不稳定性光氧化降解形貌不稳定性界面层

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光和热驱动金催化邻炔基酚与芳基重氮盐的反应:两种机制相似性和差异性的理论研究

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期37卷 87-99,I0036-I0092,I0118页

作者：金蕊郭昕怡彭灵雅刘向洋方维海崔刚龙北京师范大学化学学院理论及计算光化学教育部重点实验室北京100875 四川师范大学化学与材料科学学院成都610068

实验上发现,邻炔基酚与芳基重氮盐在热催化和光催化条件下反应可生成不同的产物,然而反应机理尚不清晰.本文采用MSCASPT2和密度泛函理论方法研究了热和光驱动反应的催化机理.结果表明,热催化和光催化反应的初始历程相同,都是在HCO3-协... 详细信息

实验上发现,邻炔基酚与芳基重氮盐在热催化和光催化条件下反应可生成不同的产物,然而反应机理尚不清晰.本文采用MSCASPT2和密度泛函理论方法研究了热和光驱动反应的催化机理.结果表明,热催化和光催化反应的初始历程相同,都是在HCO3-协助下由Au(Ⅰ)催化剂和邻炔基酚反应得到乙烯基Au(Ⅰ)中间体.在此过程中,Au(l)催化剂与邻炔基酚反应克服14.8 kcal/mol的能垒生成结构扭曲的配合物,此时邻炔基酚的C≡C三键被活化.随后,乙烯基Au(Ⅰ)中间体和芳基重氮盐形成复合物,热催化和光催化反应开始分叉.在黑暗条件下,反应克服15.7 kcal/mol的能垒后生成最终的热催化产物,此时芳基重氮盐的末端N原子直接与乙烯基Au(Ⅰ)中间体的C原子成键.在光照条件下,复合物首先弛豫到激发单重态,经9.8×10^(9)s^(-1)的高效系间窜跃过程衰变到T_(1)态.在T_(1)态,克服7.8 kcal/mol的能垒完成脱氮反应,产生与乙烯基Au(Ⅰ)中间体的Au原子具有相互作用的芳基自由基,随后发生系间窜跃过程到达基态.在基态形成最终的光催化产物.本研究为理解Au(Ⅰ)催化剂与芳基重氮盐的热催化和光催化反应提供了重要的机理见解,发现了无辐射跃迁在光催化反应中的关键作用.

关键词：光氧化还原催化过渡金属配合物密度泛函理论反应机理 Au(Ⅰ)催化剂光物理芳基重氮盐邻炔基酚

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河北邢窑和定窑唐三彩烧制工艺的无损分析

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 675-680页

作者：陈殿侯禹存黄信李融武潘秋丽程琳北京师范大学历史学院北京100875 射线束技术教育部重点实验室北京师范大学核科学与技术学院北京100875 河北省文物考古研究院河北石家庄050031 北京师范大学物理学系北京100875

研究了河北邢窑和定窑发掘出土的唐三彩样品的化学成分和物相结构。结果表明,邢窑和定窑唐三彩的胎体有不同的来源或配方;值得注意的是,邢窑唐三彩XY4样品中,存在同时施钙釉和铅釉的工艺。另一方面,邢窑和定窑唐三彩的高铅釉中,普遍存在... 详细信息

研究了河北邢窑和定窑发掘出土的唐三彩样品的化学成分和物相结构。结果表明,邢窑和定窑唐三彩的胎体有不同的来源或配方;值得注意的是,邢窑唐三彩XY4样品中,存在同时施钙釉和铅釉的工艺。另一方面,邢窑和定窑唐三彩的高铅釉中,普遍存在α-石英和微量钙长石的晶相;其中定窑黄釉中存在微量莫来石(3Al_(2)O_(3)·2SiO_(2))晶相和α-Fe_(2)O_(3)晶相;定窑绿釉中存在微量的Pb_(8)Cu(Si_(2)O_(7))晶相;邢窑白釉中存在少量的钾长石(KAlSi_(3)O_(8))晶相。这些微量的晶相或是釉料本身所携带或在烧制或冷却过程中发生的复杂的物理化学变化所形成的,对了解早期唐三彩的烧制工艺和真伪识别以及墓葬出土唐三彩产地的研究具有很重要的意义。

关键词：毛细管X光透镜微束X射线荧光 X射线衍射唐三彩

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电离辐射诱导药物的释放或激活

高分子学报 2024年第8期55卷 921-935页

作者：徐静吴思捷曹玮中国中化控股有限责任公司北京100031 北京师范大学化学学院放射性药物教育部重点实验室北京100875

利用医用放疗射线诱导的化学键可控解离,从而释放或激活生物活性化合物,可以用于放疗诱导的靶向化疗.这种方法利用了辐射射线的精确性和化疗药物的强效细胞毒性,实现对药物的激活或释放在空间和时间上的可控,在临床应用上具有广阔的前景... 详细信息

利用医用放疗射线诱导的化学键可控解离,从而释放或激活生物活性化合物,可以用于放疗诱导的靶向化疗.这种方法利用了辐射射线的精确性和化疗药物的强效细胞毒性,实现对药物的激活或释放在空间和时间上的可控,在临床应用上具有广阔的前景.本文综述了近年来研究者们报道的电离辐射诱导药物释放或激活的最新策略,包括传统的高分子囊泡和胶束响应、新型二硒键、含碲响应性高分子以及羟基自由基和水合电子响应有机小分子化合物等,分别阐述了不同策略的优势和缺点如作用机制不清楚、辐照响应灵敏度依然较低等,并对电离辐射诱导药物释放策略的研究前景进行了展望,为肿瘤治疗提供了创新策略.

关键词：放疗电离辐射药物载体前药药物释放

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基于不同谐振腔结构的有机微腔激光器的研究进展（特邀）

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光子学报 2024年第5期 85-103页

作者：朱金龙付红兵廖清首都师范大学化学系光功能材料与器件北京市重点实验室

有机微腔激光器利用有机增益材料和微腔结构的优点，在先进的光学领域中取得了巨大的发展，具有广泛的应用前景。有机微腔激光器通过对增益材料和谐振腔的调控，实现对激光的频率、横向分布特性及模式选择等进行选择性输出。本文对近年... 详细信息

有机微腔激光器利用有机增益材料和微腔结构的优点，在先进的光学领域中取得了巨大的发展，具有广泛的应用前景。有机微腔激光器通过对增益材料和谐振腔的调控，实现对激光的频率、横向分布特性及模式选择等进行选择性输出。本文对近年来报道的有机增益材料和光学谐振腔的种类及特性进行了归纳，总结了具有不同谐振腔结构的有机微腔激光的研究进展，为进一步拓展有机微腔激光器提供借鉴和启发。

关键词：有机激光增益介质晶体谐振腔微腔结构

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电催化两电子水氧化制备过氧化氢的研究进展

物理化学学报 2024年第4期40卷 11-25页

作者：林柳孙泽民陈华添赵莲孙明月杨逸涛廖振升吴鑫宇李欣欣唐城北京师范大学文理学院先进材料研究中心广东珠海519087 清华大学化学工程系绿色反应工程与工艺北京市重点实验室北京100084

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种环境友好的化学氧化剂,广泛应用于水处理、医疗消毒、化学合成等工业领域。电催化两电子水氧化反应(2e^(-)WOR)是一种可以在温和条件下直接从水中生产H_(2)O_(2)的方法。然而,受限于反应机理认识和催化材料... 详细信息

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种环境友好的化学氧化剂,广泛应用于水处理、医疗消毒、化学合成等工业领域。电催化两电子水氧化反应(2e^(-)WOR)是一种可以在温和条件下直接从水中生产H_(2)O_(2)的方法。然而,受限于反应机理认识和催化材料设计的不足,2e^(-)WOR的催化选择性和活性仍然较低。本文综述了近年来通过2e^(-)WOR反应路径电合成H_(2)O_(2)的研究进展,首先介绍了2e^(-)WOR的催化机理和研究方法,强调了理论计算加速高选择性、高活性和高稳定性催化剂研究的作用,并讨论了电合成H_(2)O_(2)的不同定量方法和原位表征手段;然后详细总结了高性能2e^(-)WOR电催化剂的调控策略,包括缺陷、掺杂、晶面和界面工程,同时指出了反应器创新设计的重要性;最后展望了电合成H_(2)O_(2)的研究挑战和机遇。

关键词：水氧化反应过氧化氢催化剂设计电化学机理理论研究

改性镁基水滑石制备及其对金黄色葡萄球菌的活性抑制研究

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北京师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 195-202页

作者：孙丽杰高学伟闫东鹏王心蕊北京工商大学化学与材料工程学院中国轻工业化妆品重点实验室北京北京师范大学化学学院北京

利用成核晶化法制备了镁基水滑石(MAL),天门冬氨酸(ASP)负载水滑石(MALA)及ASP、Ag^(+)共同负载的水滑石(MALAA),通过X射线衍射和透射电子显微镜等手段对其结构和形貌进行表征,ASP和Ag+均成功负载到MAL上且形貌发生变化.采用菌落计数法... 详细信息

利用成核晶化法制备了镁基水滑石(MAL),天门冬氨酸(ASP)负载水滑石(MALA)及ASP、Ag^(+)共同负载的水滑石(MALAA),通过X射线衍射和透射电子显微镜等手段对其结构和形貌进行表征,ASP和Ag+均成功负载到MAL上且形貌发生变化.采用菌落计数法测试质量浓度对不同材料抑制金黄色葡萄球菌(***)生长的影响,结果表明,当质量浓度为4 mg·mL^(−1)时,MAL对***的抑制率仅为5.8%,而MALAA的抑菌率达到99.7%.通过电感耦合等离子体和紫外可见分光光度计等技术分析改性镁基水滑石的抑菌机制.改性镁基水滑石MALA通过改变其形貌、增大与细菌的接触面积并利用静电作用吸附在带负电的***上.Ag^(+)的引入进一步增加二者的电势差,促进***细胞膜破裂,细菌细胞膜的完整性下降,导致细胞外的金属离子(K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+))含量、蛋白质含量均有显著提升,MALAA具有更好的抑菌效果.该类材料有望应用于对微生物安全要求较高的食品、化妆品等包装领域.

关键词：表面改性镁基水滑石金黄色葡萄球菌抑菌机制

含炔键的聚合物给体材料设计合成及在有机太阳能电池中的性能研究

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高分子学报 2024年第1期55卷 48-57页

作者：李大伟马雪晴崔新悦陈亚男魏楠言行李翠红刘玉强刘亚辉薄志山北京师范大学化学学院能量转换与存储材料北京市重点实验室北京100875 青岛大学纺织服装学院生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室青岛266071

利用结构简单、成本低廉的初始原料,设计合成了主链含炔键的聚合物给体材料PBEA-F和PBEA.由于炔键的强吸电子能力,分子的最高占有轨道能级(HOMO)得以降低,使得聚合物的带隙变宽.同时,引入炔键的聚合物给体材料与受体小分子材料BTP-eC9-4... 详细信息

利用结构简单、成本低廉的初始原料,设计合成了主链含炔键的聚合物给体材料PBEA-F和PBEA.由于炔键的强吸电子能力,分子的最高占有轨道能级(HOMO)得以降低,使得聚合物的带隙变宽.同时,引入炔键的聚合物给体材料与受体小分子材料BTP-eC9-4F共混制备有机太阳能电池器件,可实现较低的非辐射能量损失与高的开路电压(open circuit voltage,Voc).最终基于PBEA的器件可得到0.91 eV的Voc、20.70 mA/cm^(2)的短路电流密度(short-circuit current density,Jsc)和10.39%的能量转化效率(power conversion efficiency,PCE),远高于PBEA-F器件的PCE (5.50%).

关键词：有机太阳能电池炔键给体材料简单易合成