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电活性有机材料在钠离子电池中的研究进展

功能材料 2019年第2期50卷 2038-2044,2050页

作者：肖遥邓雯雯李长明苏州科技大学材料科学与器件研究院江苏苏州215009

由于钠资源储量丰富、成本低廉,钠离子电池近年来受到了国内外研究人员的广泛关注。但由于钠离子重量及其半径大于锂离子,这必然引起对电极材料不同的要求,从而限制了钠离子电池产生如锂离子电池一样的电化学性能。研究发展优异的电极... 详细信息

由于钠资源储量丰富、成本低廉,钠离子电池近年来受到了国内外研究人员的广泛关注。但由于钠离子重量及其半径大于锂离子,这必然引起对电极材料不同的要求,从而限制了钠离子电池产生如锂离子电池一样的电化学性能。研究发展优异的电极材料应用于钠离子电池成为了关键。相对于目前报道的许多无机电极材料而言,有机电极材料具有储量丰富、结构多样、环境友好等特点,同时具有很高的理论能量密度,极具研究价值。综述了3类典型有机电极材料在钠离子电池中的应用,并对有机电极材料未来的发展进行了展望,将为钠离子电池电活性有机材料的研究提供十分有用的资料。

关键词：钠离子电池有机电极材料结构优势电化学性能

基于过渡金属大环分子的电化学二氧化碳还原研究进展

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科学通报 2023年第6期68卷 584-595页

作者：张渴凡吕芳韩娜李彦光苏州大学功能纳米与软物质研究院苏州215123 澳门科技大学材料科学与工程研究院中国澳门999078

利用电化学方法还原二氧化碳(CO_(2)RR)制备高附加值化学品是实现碳中和的重要途径.开发具有低成本、高性能的电催化剂是该技术发展的核心关键.在众多CO_(2)还原候选材料中,过渡金属卟啉、酞菁等大环分子化合物因具有结构明确和功能可... 详细信息

利用电化学方法还原二氧化碳(CO_(2)RR)制备高附加值化学品是实现碳中和的重要途径.开发具有低成本、高性能的电催化剂是该技术发展的核心关键.在众多CO_(2)还原候选材料中,过渡金属卟啉、酞菁等大环分子化合物因具有结构明确和功能可调等特点,在实现高效CO_(2)RR催化性能和探究结构-性能内在关系等方面表现出良好的发展潜力.基于此,本文总结了过渡金属大环分子催化剂电化学CO_(2)还原制备碳一(C_(1))产物的最新研究进展.首先,重点讨论了不同改性策略及电解池设计对于生成一氧化碳的选择性、稳定性、单位催化活性以及电流密度等性能的影响.随后,探讨了分子催化剂在生成甲醇和甲烷等多电子还原产物的催化潜力.最后,聚焦该材料体系在实际应用中面临的关键挑战,对该领域未来的研究发展方向进行了讨论与展望.

关键词：电化学二氧化碳还原过渡金属大环分子 π-π共轭 C_(1)产物

稳定高效α-Fe_2O_3光电化学水分解——合理的材料设计和载流子动力学

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材料导报 2018年第7期32卷 1037-1056页

作者：谢佳乐杨萍萍李长明苏州科技大学材料科学与器件研究院苏州215009 西南大学材料与能源学部重庆400715

氢能是非常清洁的能源。发展高效、清洁和低成本的产氢装置是利用氢能的首要关键技术问题。光电化学水分解是首选的制氢技术之一。它可实现室温下直接水分解和氢氧分离,并不完全受限于太阳光的周期性波动;其产氢装置可全部由无机材料制... 详细信息

氢能是非常清洁的能源。发展高效、清洁和低成本的产氢装置是利用氢能的首要关键技术问题。光电化学水分解是首选的制氢技术之一。它可实现室温下直接水分解和氢氧分离,并不完全受限于太阳光的周期性波动;其产氢装置可全部由无机材料制成,有好的化学活性和使用寿命。但是,光电化学水分解技术的效率目前还无法满足实际应用的要求,特别是还不能实现长期稳定运行,存在一定的性能衰减。在各种光电极材料中,α-Fe_2O_3是非常重要且具有潜力的稳定高效的光阳极材料,已成为近年来研究的热点。α-Fe_2O_3又称赤铁矿,储量丰富,在光电化学水分解中具有良好的稳定性、低成本和良好的太阳光谱响应等优势,已成为最具应用前景的光电极材料。然而,α-Fe_2O_3固有的一些问题诸如电荷传输差、表面复合严重、电荷转移动力学缓慢等限制了其实际应用。近年来,研究者们已发展了多种多样的策略和途径,例如掺杂、纳米化、异质结和表面处理等来解决上述问题。多种金属和非金属元素如Ti、Sn、Si、S等掺杂的α-Fe_2O_3表明,异质原子的引入会降低电子的有效质量,进而提高导电性,还会影响α-Fe_2O_3的晶体扭曲和活性位点等性质。从零维、一维、二维、三维到层级结构的α-Fe_2O_3都已经成功合成;同时,纳米化也拓展到导电基底的规则阵列图案化,α-Fe_2O_3纳米化能够促进光生空穴产生和利用,已成为α-Fe_2O_3光电化学水分解性能提升的重要途径。研发的n-n型和p-n型α-Fe_2O_3异质结如α-Fe_2O_3/ZnFe2O4、p-Si/α-Fe_2O_3等已较大地提高了其光电催化水分解性能,其中异质结很大程度上促进了α-Fe_2O_3光吸收、光生电荷分离和电极过程动力学。α-Fe_2O_3表面处理如催化剂修饰、钝化层修饰、化学/电化学刻蚀、气氛处理等,则显著改善了α-Fe_2O_3电极的电荷转移、析氧动力学,并抑制了电荷复合。本文主要从材料设计和载流子动力学这两个角度,综述了不同策略和途径对α-Fe_2O_3光电化学水分解性能的影响,分析了纳米结构以及材料复合等处理方式对α-Fe_2O_3光电极性能影响的构效关系,并进一步深入分析了光电化学水分解反应中载流子的动力学过程,建立了α-Fe_2O_3光电极性能提升和光生载流子之间清晰的物理图像。此外,本文还介绍了光电化学水分解的基本原理和物理过程。该综述可为今后合理设计制备基于α-Fe_2O_3的稳定高效光电极提供有益的理论指导与实验设计方法。

关键词：赤铁矿光电化学水分解材料设计载流子动力学

过渡金属离子掺杂CsPbX(X=Cl，Br，I)型全无机钙钛矿纳米晶研究进展

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硅酸盐学报 2023年

作者：陈婷武文魁秦喆郭春显谢志翔厉有鹏徐彦乔苏州科技大学材料与器件研究院景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院

CsPbX3(X=Cl，Br，I)全无机钙钛矿纳米晶具有荧光量子产率高、半峰宽窄、发射波长易于调节等特性，在发光二极管、太阳能电池、光电探测器等领域具有广泛的应用前景。但由于其离子特性，纳米晶在光照、水分和加热等条件下的稳定性较差... 详细信息

CsPbX3(X=Cl，Br，I)全无机钙钛矿纳米晶具有荧光量子产率高、半峰宽窄、发射波长易于调节等特性，在发光二极管、太阳能电池、光电探测器等领域具有广泛的应用前景。但由于其离子特性，纳米晶在光照、水分和加热等条件下的稳定性较差。金属离子掺杂可以影响纳米晶的电子能带结构，进而有效改善其光致发光性能。掺杂金属离子有主族金属离子、稀土金属离子和过渡金属离子。与前两种离子相比，过渡金属离子价格较低，同时掺杂后能有效的提高钙钛矿纳米晶的稳定性。本文综述了近几年来过渡金属离子(Mn2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等)掺杂对钙钛矿纳米晶性能的影响，分析了掺杂全无机钙钛矿纳米晶发展过程中面临的挑战，并对其今后的发展方向进行了展望。

关键词：全无机钙钛矿纳米晶离子掺杂过渡金属稳定性

有机相微波合成AgInS_(2)量子点及其白光发光二极管应用研究

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化工学报 2022年第11期73卷 5167-5176页

作者：陈婷胡泽浩秦喆陈园虹徐彦乔林坚谢志翔苏州科技大学材料科学与器件研究院江苏苏州215009 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403 苏州科技大学化学与生命科学学院江苏苏州215009

AgInS_(2)量子点(AIS QDs)由于具有绿色环保、发射波长可调、荧光寿命长、斯托克斯位移大等优势,在光电和生物医药领域具有广阔的应用前景。采用微波辅助加热法在十八烯溶剂中制备了AIS QDs。通过X射线衍射、透射电子显微镜、光致发光... 详细信息

AgInS_(2)量子点(AIS QDs)由于具有绿色环保、发射波长可调、荧光寿命长、斯托克斯位移大等优势,在光电和生物医药领域具有广阔的应用前景。采用微波辅助加热法在十八烯溶剂中制备了AIS QDs。通过X射线衍射、透射电子显微镜、光致发光光谱系统研究了反应时间对AIS QDs的物相、形貌及荧光性能的影响,采用傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱表征了量子点表面结合的情况。实验结果表明:当微波功率为800 W、反应时间为5~25 min时均可以制备出AIS QDs。随着反应时间的延长,AIS QDs的粒径由3 nm增加至4 nm,发光峰位在592.0~619.6 nm范围内调谐;同时AIS QDs的荧光强度逐渐提高,并在15 min达到峰值,量子产率(PLQY)达到16.16%。进一步采用ZnS作为包覆壳层有效钝化量子点表面缺陷、提高荧光性能,制备出的AIS@ZnS QDs的PLQY增加至31.21%。将AIS@ZnS QDs和商用荧光粉共同作为发光层制备成白光发光二极管(WLED)器件,在20 mA电流驱动下发光效率(LE)为74.90 lm/W,显色指数(CRI)和色温(CCT)分别为83.31和3823 K,表明制备的量子点在固态照明领域具有潜在的应用前景。

关键词：白光发光二极管量子点复合材料纳米结构有机相微波合成

有机相微波合成AgInS量子点及其白光发光二极管应用研究

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化工学报 2022年

作者：陈婷胡泽浩秦喆陈园虹徐彦乔林坚谢志翔苏州科技大学材料科学与器件研究院景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院苏州科技大学化学与生命科学学院

AgInS量子点(AIS QDs)由于具有绿色环保、发射波长可调、荧光寿命长、斯托克斯位移大等优势，在光电和生物医药领域具有广阔的应用前景。本论文采用微波辅助加热法在十八烯溶剂中制备了AIS量子点。通过X射线衍射、透射电子显微镜、光致...

AgInS量子点(AIS QDs)由于具有绿色环保、发射波长可调、荧光寿命长、斯托克斯位移大等优势，在光电和生物医药领域具有广阔的应用前景。本论文采用微波辅助加热法在十八烯溶剂中制备了AIS量子点。通过X射线衍射、透射电子显微镜、光致发光光谱系统研究了反应时间对AIS量子点的物相、形貌及荧光性能的影响，采用傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱表征了量子点表面结合的情况。实验结果表明：当微波功率为800 W、反应时间为5～25 min时均可以制备出AIS量子点。随着反应时间的延长，量子点的粒径由3 nm增加至4 nm，发光峰位在592.0 nm～619.6 nm范围内调谐；同时量子点的荧光强度逐渐提高，并在15 min达到峰值，量子产率(PLQY)达到16.16%。进一步采用ZnS作为包覆壳层可以有效钝化量子点表面缺陷、提高荧光性能，PLQY增加至31.21%。将AIS@ZnS量子点和商用荧光粉共同作为发光层制备成白光发光二极管(WLED)器件，在20 mA电流驱动下发光效率(LE)为74.90 lm/W，显色指数(CRI)和色温(CCT)分别为83.31和3823 K，表明制备的量子点在固态照明领域具有潜在的应用前景。

关键词：

非水解溶胶-凝胶法制备Cr掺杂α-Al_(2)O_(3)红色色料

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稀有金属 2021年第8期45卷 989-997页

作者：陈婷汤惠东邵川张筱君江伟辉景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333004 苏州科技大学材料科学与器件研究院江苏苏州215009

以无水三氯化铝(AlCl_(3))和三氯化铬(CrCl_(3))为原料,无水乙醇为溶剂和铝粉为还原剂,采用非水解溶胶-凝胶法制备Cr掺杂α-Al_(2)O_(3)红色色料,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、激光粒度仪和CIE-L*a*b*色度仪等测试手段... 详细信息

以无水三氯化铝(AlCl_(3))和三氯化铬(CrCl_(3))为原料,无水乙醇为溶剂和铝粉为还原剂,采用非水解溶胶-凝胶法制备Cr掺杂α-Al_(2)O_(3)红色色料,通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、激光粒度仪和CIE-L*a*b*色度仪等测试手段研究了掺杂离子浓度、Al粉添加量、前驱体浓度和热处理温度对色料的相组成、形貌及呈色性能的影响。结果表明:在Cr^(3+)掺杂浓度为0%-5%(原子分数)范围内,随掺杂浓度增加,α-Al_(2)O_(3)的晶胞参数和晶胞体积均逐渐增大,说明Cr^(3+)成功固溶进入α-Al_(2)O_(3)晶格中。色料红度(a*)值随Cr^(3+)掺杂浓度增加呈现先增加后减少趋势,同时,提高前驱体浓度和还原剂的添加量有利于改善色料的呈色性能;随热处理温度增加,色料a*值先增加后趋于平稳,色料粒径逐渐增大;当Cr^(3+)掺杂浓度为4%(原子分数)、Al粉添加量(与CrCl_(3)摩尔比)为6∶1、前驱体浓度为0.4 mol·L^(-1)时,经1200℃热处理2 h,可制备呈色性能良好(a*=14.32)和粒径较小(平均粒度(D50)=7.85μm)的粉红色色料,其有望应用于陶瓷装饰领域。

关键词：非水解溶胶-凝胶法红色色料铬掺杂刚玉型(α-Al_(2)O_(3))

黑磷纳米复合材料的制备及其在传感中的研究进展

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化学试剂 2021年第9期43卷 1171-1179页

作者：张春媚莫明虾钱相豪苏州科技大学材料科学与工程学院材料科学与器件研究院江苏苏州215009

黑磷是一种新型的二维材料,具有独特的蜂窝褶皱结构、良好的生物相容性、较高的载流子迁移率以及可调的带隙,在传感中展现了巨大的潜力。但单独的黑磷在空气中易被氧化,这限制了其应用。黑磷纳米复合材料的构建不仅有利于提升黑磷稳定性... 详细信息

黑磷是一种新型的二维材料,具有独特的蜂窝褶皱结构、良好的生物相容性、较高的载流子迁移率以及可调的带隙,在传感中展现了巨大的潜力。但单独的黑磷在空气中易被氧化,这限制了其应用。黑磷纳米复合材料的构建不仅有利于提升黑磷稳定性,而且有利于增强材料传感性能。该文综述了黑磷复合材料的制备及其在传感中的研究进展。首先介绍几类黑磷复合材料的制备方法,包括黑磷/金属氧化物、黑磷/金属硫化物、黑磷/单层材料、黑磷/金属纳米粒子和黑磷/碳等复合材料。然后,介绍黑磷复合材料在电化学传感和气敏传感的研究进展。最后,对黑磷复合材料在传感领域的发展与面临的挑战进行了展望。

关键词：黑磷纳米复合材料制备电化学传感气敏传感

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电化学二电子氧还原制备过氧化氢研究进展

物理化学学报 2024年第2期40卷 1-11页

作者：文兆宇韩娜李彦光苏州大学功能纳米与软物质研究院江苏苏州215123 澳门科技大学材料科学与工程研究院中国澳门氹仔岛999078

利用电化学二电子氧还原(2e-Oxygen Reduction Reaction,2e-ORR)方法实现过氧化氢(H_(2)O_(2))的分散式制备,被认为是具有广阔发展前景的技术之一。为实现高的氧还原活性和理想的H_(2)O_(2)选择性,设计高性能2e-ORR电催化剂是该技术的... 详细信息

利用电化学二电子氧还原(2e-Oxygen Reduction Reaction,2e-ORR)方法实现过氧化氢(H_(2)O_(2))的分散式制备,被认为是具有广阔发展前景的技术之一。为实现高的氧还原活性和理想的H_(2)O_(2)选择性,设计高性能2e-ORR电催化剂是该技术的核心关键。尽管现阶段发展的2e-ORR催化剂已经取得了显著进展,但距离规模化应用仍存在很大的差距。基于此,本文综述了电化学二电子氧还原制备H_(2)O_(2)的最新研究进展,首先简要介绍了反应机理和评价方法,并根据机理分析了影响电催化性能的关键因素。随后围绕贵金属催化剂、碳基催化剂、单原子及分子催化剂的最新研究进展,阐述了提升催化剂活性与H_(2)O_(2)选择性的主要策略。最后,针对电化学二电子氧还原制备H_(2)O_(2)体系面临的关键问题和挑战,对该领域未来的发展趋势进行了展望。

关键词：电化学二电子氧还原反应过氧化氢催化剂选择性