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螺环基闭合环状结构化合物的研究进展

科学通报 2024年第4期69卷 510-530页

作者：魏颖包秋景张峥李昊马述威汪涛解令海南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

螺环基闭合环状结构化合物是一类以螺环芳烃作为构筑单元形成的闭合环状结构的化合物,主要包括大环、共价有机框架(COF)、金属有机框架(MOF)等.此类化合物拥有规整的环状结构、可调的尺寸和形状、丰富的空间构象及光学活性等特点,在传... 详细信息

螺环基闭合环状结构化合物是一类以螺环芳烃作为构筑单元形成的闭合环状结构的化合物,主要包括大环、共价有机框架(COF)、金属有机框架(MOF)等.此类化合物拥有规整的环状结构、可调的尺寸和形状、丰富的空间构象及光学活性等特点,在传感、药物输送、吸附、分离、光学器件、分子识别等领域有着广泛的应用.根据它们空间维度的不同,可以分为零、一、二、三维螺环基闭合环状结构化合物.本文综述了近年来螺环基闭合环状结构化合物的研究进展,重点介绍了这类化合物的结构特性、合成方法、性能表征以及应用,将为化学、材料科学、生命科学、有机光电子等领域设计和制备具有更多功能的新材料提供强有力的支持.

关键词：螺环芳烃大环共价有机框架金属有机框架

透明硫化镍/石墨烯复合对电极用于高效染料敏化太阳能电池

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科学通报 2024年第12期69卷 1641-1651页

作者：曹大鹏钟旭阳张杰于晓慧密保秀南京邮电大学材料科学与工程学院有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

对电极(counter electrode,CE)作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell,DSSC)的重要组成部分之一,其作用是收集外电路电子和催化还原电解质.硫化镍具有低成本和优异的电催化活性等优点,是Pt的理想替代材料.本文制备的NiS电... 详细信息

对电极(counter electrode,CE)作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell,DSSC)的重要组成部分之一,其作用是收集外电路电子和催化还原电解质.硫化镍具有低成本和优异的电催化活性等优点,是Pt的理想替代材料.本文制备的NiS电极的透光率可以达到80%以上(600 nm处),从正面(光阳极)照射时,制备的DSSC器件光电转化效率达到7.54%,与Pt对电极的(7.48%)相当.从反面(对电极)照射时,光电转化效率达到3.96%,远高于Pt对电极(0.58%).在硫化镍电极中掺入石墨烯,可以进一步提升DSSC器件的光电转化效率,正面照射达到7.84%,反面照射达到4.59%,是正面照射效率的58.5%.电化学阻抗、循环伏安测试表明NiS对电极具有很小的串联电阻和高的电催化活性,这是其性能优于Pt的主要原因;而高的反面照射光电转化效率主要得益于NiS电极的高透光率.本文提供了一种简单、快捷、低成本的方法来制备透明、高效硫化镍对电极.

关键词：染料敏化太阳能电池对电极硫化镍透明石墨烯

用于锂金属电池的聚合物固态电解质的研究进展

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化学学报 2024年第4期82卷 449-457页

作者：谷琪刘夏夏周鑫宇李江林秀婧马延文南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

聚合物固态电解质因其质轻安全、结构可设计以及优异的机械性能,成为高能量密度、高安全性全固态电池的潜在材料,逐渐成为研究的重点.但因其结晶度高、室温离子电导率低等缺陷也限制其进一步商业化.本综述梳理了近年来比较优越的聚合物... 详细信息

聚合物固态电解质因其质轻安全、结构可设计以及优异的机械性能,成为高能量密度、高安全性全固态电池的潜在材料,逐渐成为研究的重点.但因其结晶度高、室温离子电导率低等缺陷也限制其进一步商业化.本综述梳理了近年来比较优越的聚合物固态电解质种类,包括聚醚类聚合物、聚碳酸酯类聚合物、氟化聚合物、聚离子液体聚合物、单离子传导聚合物,围绕如何提升离子电导率,重点回顾了针对不同基质的结构设计和合成工艺方面的创新.最后阐述了聚合物固态电解质目前面临的基础研究和应用问题,以期为新型聚合物固态电解质的设计与制备提供新思路.

关键词：锂金属电池固态电解质聚合物电解质结构设计合成工艺

三种同分异构的双苯并吩噻嗪材料的合成、理论计算及光物理性质

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物理化学学报 2024年第1期40卷 48-56页

作者：王鹤然陈凯伏硕王晧暄袁加轩胡星奕许文娟密保秀南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

吩噻嗪及其衍生物材料是一类重要的多环芳烃材料,在光电子领域有着广泛的应用。其中,基于苯并噻嗪材料的研究相对较少。在本文中,我们分别在吩噻嗪的1,2-、2,3-和3,4-位引入苯基,制备了三种同分异构的双苯并吩噻嗪化合物D-PTZa、D-PTZb... 详细信息

吩噻嗪及其衍生物材料是一类重要的多环芳烃材料,在光电子领域有着广泛的应用。其中,基于苯并噻嗪材料的研究相对较少。在本文中,我们分别在吩噻嗪的1,2-、2,3-和3,4-位引入苯基,制备了三种同分异构的双苯并吩噻嗪化合物D-PTZa、D-PTZb和D-PTZc,研究了它们的构效关系,并与双吩噻嗪化合物(D-PTZ)进行了对比。研究发现,D-PTZb和D-PTZc的HOMO和LUMO分布与D-PTZ的类似;对于D-PTZa,其1,2-位引入的苯基与中间的苯环空间张力较大,造成空间结构极度扭曲,性质比较特殊。并苯的引入可以有效增加分子的共轭长度,使得最大吸收波长发生红移;在2,3-位引入苯基可以有效地稳定HOMO能级,使基于π→π*跃迁的能隙稍有增大,呈现蓝光发射,溶液的荧光量子产率为1.7%;而在3,4-位引入苯基使LUMO分布更加趋向于线型,从而使LUMO更加稳定,使基于π→π*跃迁的能隙降低,其最大发射峰位于520 nm处,呈现黄绿光发射,溶液荧光量子产率为13%。此外并入苯环之后,空间张力增大,化合物的分解温度降低。我们的分子设计和结构–性质关系的研究可以为设计新的吩噻嗪材料提供基础指导。

关键词：苯并吩噻嗪有机光电材料密度泛函理论空穴-电子分析前线轨道分布光物理性质

电致化学发光体系中共反应促进剂的研究及应用进展

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分析化学 2024年第5期52卷 634-644页

作者：李美星石佳伟崔帅辉张宇航沈清明南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室

电致化学发光(Electrochemiluminescence, ECL)是指物质在电极表面发生的氧化还原反应并通过中间产物之间的高能电子转移引起的发光现象。在共反应剂参与的ECL过程中，共反应促进剂能有效催化共反应剂分解并生成丰富的自由基中间体，显... 详细信息

电致化学发光(Electrochemiluminescence, ECL)是指物质在电极表面发生的氧化还原反应并通过中间产物之间的高能电子转移引起的发光现象。在共反应剂参与的ECL过程中，共反应促进剂能有效催化共反应剂分解并生成丰富的自由基中间体，显著增强ECL信号，对于构建简单、灵敏和高效的ECL传感平台具有重要作用。本文聚焦于近年来开发的新型ECL共反应促进剂，根据不同类型的共反应促进剂材料，包括单原子催化剂、金属基纳米材料、聚合物及其它种类型材料，分别阐述了ECL反应过程和信号增强机理及其在构建ECL传感平台中的相关研究及应用进展，对目前共反应促进剂的研究难点进行了总结，并对其未来的发展前景进行了展望。

关键词：电致化学发光共反应促进剂活性自由基信号增强评述

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碳碳键链接的二维共价有机框架研究进展

化学学报 2024年第1期82卷 75-102页

作者：魏颖王家成李玥汪涛马述威解令海分子系统与有机器件研究中心(CMSOD)、信息材料与纳米技术研究院、有机电子与信息显示国家重点实验室(IAM)、南京邮电大学南京210023

二维共价有机框架(Two-dimensional Covalent-Organic Frameworks,2D COFs)是指一类由π-共轭构筑单元通过共价键连接形成的具有二维拓扑结构的晶态多孔材料.由于其独特的周期性多孔结构、高比表面积、优异的稳定性等特点在离子传输、... 详细信息

二维共价有机框架(Two-dimensional Covalent-Organic Frameworks,2D COFs)是指一类由π-共轭构筑单元通过共价键连接形成的具有二维拓扑结构的晶态多孔材料.由于其独特的周期性多孔结构、高比表面积、优异的稳定性等特点在离子传输、光电材料、催化等领域展现出了巨大的应用潜力.其中,碳碳键链接的共价有机框架因兼具优异的稳定性和良好的结晶性,被认为是最具有前景的二维聚合物材料之一.近年来,基于不同的设计原则和合成策略涌现出了许多具有不同结构和优异性能的碳碳键链接共价有机框架.在这篇综述中,按照构筑单元的拓扑结构对碳碳键链接共价有机框架进行分类,并归纳总结了迄今为止C=C和C—C键链接的二维共价有机框架在合成方法、结构创新、性能提升以及实际应用领域的研究进展.该综述旨在为相关领域的研究人员更好地设计和合成具有多种功能的多孔结晶材料提供参考,从而促进碳碳键链接共价有机框架材料在光电领域的进一步发展和应用.

关键词：二维聚合物二维共价聚合物共价有机框架碳碳键链接多孔结晶材料

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用于电化学执行器的非金属电极材料研究进展

科学通报 2024年第4期69卷 578-595页

作者：汪莎莎李延昂邓慧婵郭志翔阚玉和曹洪涛解令海南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023 淮阴师范学院化学化工学院淮安223300

电化学执行器能够有效地将电能或化学能转化为机械能,在人造肌肉、仿生机器人和小型化医疗设备等领域中具有极大的应用前景.电化学执行器的组成包括电极层和电解质层,其中电极层主要决定执行器驱动性能和电化学性能.传统电化学执行器的... 详细信息

电化学执行器能够有效地将电能或化学能转化为机械能,在人造肌肉、仿生机器人和小型化医疗设备等领域中具有极大的应用前景.电化学执行器的组成包括电极层和电解质层,其中电极层主要决定执行器驱动性能和电化学性能.传统电化学执行器的电极材料主要由导电性好、驱动应力大的金属材料构成.然而,金属电极存在柔性低、循环稳定性差等问题,使得越来越多的研究人员开始关注非金属电极材料.本文重点介绍了用于电化学执行器的非金属电极材料的最新研究进展,首先介绍了电化学执行器的器件结构及驱动原理,其次根据电化学执行器电极材料的不同,分别从导电聚合物、碳材料、新型二维材料及其复合材料等方面进行了综述,讨论了各种非金属电极材料应用于执行器中的优缺点,最后对未来电化学执行器及其电极材料的发展趋势进行了展望.

关键词：电化学执行器导电聚合物材料碳材料新型二维材料复合材料

氢键侧链修饰共轭聚合物骨架的自愈合发光弹性体的设计合成与性能研究

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高分子学报 2024年第6期55卷 688-697页

作者：万一李祥春薛倩赖文勇有机电子与信息显示国家重点实验室、南京邮电大学化学与生命科学学院南京210023

基于共轭聚合物骨架的自愈合弹性体对于可拉伸电子至关重要.本文工作通过氢键侧链来调控共轭聚合物的机械性能以及自愈性能,同时确保发光共轭聚合物保持固有的光物理特性.设计并制备了高性能的可拉伸自愈合发光弹性体,其机械拉伸长度接... 详细信息

基于共轭聚合物骨架的自愈合弹性体对于可拉伸电子至关重要.本文工作通过氢键侧链来调控共轭聚合物的机械性能以及自愈性能,同时确保发光共轭聚合物保持固有的光物理特性.设计并制备了高性能的可拉伸自愈合发光弹性体,其机械拉伸长度接近900%,常温下的自愈效率达到70%,且发光量子效率超过60%.这种发光弹性体在经历400%的拉伸形变并回复后,不仅机械性能能够恢复,光物理性质也恢复如初.利用该弹性体,制备了多功能的光电器件.

关键词：柔性电子共轭聚合物氢键自愈合弹性体

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准二维蓝光钙钛矿发光二极管的研究进展

化学进展 2024年第2期36卷 224-233页

作者：马娟杨蕊瑜陈焱峰刘颖陈淑芬南京邮电大学材料科学与工程学院南京210023 南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

蓝光钙钛矿发光二极管(PeLEDs)是钙钛矿全彩显示和白光照明技术快速发展的核心技术瓶颈。准二维钙钛矿可利用层数调控和量子限域效应实现蓝光发射,还可借助其疏水有机配体显著提升膜层和器件的稳定性,已成为钙钛矿领域的研究热点。本综... 详细信息

蓝光钙钛矿发光二极管(PeLEDs)是钙钛矿全彩显示和白光照明技术快速发展的核心技术瓶颈。准二维钙钛矿可利用层数调控和量子限域效应实现蓝光发射,还可借助其疏水有机配体显著提升膜层和器件的稳定性,已成为钙钛矿领域的研究热点。本综述总结了准二维蓝光PeLEDs在组分工程、膜层工艺及器件优化方面的进展,分析了准二维蓝光PeLEDs面临的挑战,展望了效率提升途径,并概述了未来研究方向和解决方案。

关键词：准二维钙钛矿蓝光发光二极管组分工程