论文部分内容阅读
共轭高分子半导体材料具有结构可控、较大的吸光截面和比表面积大等特点，表现出优越的物理和化学性质，在光催化分解水领域显示出广阔的应用前景。然而，光解水产氧作为光解水半反应之一，由于电子传递的步骤复杂以及需要较大的过电势，成为了限制利用光水解大规模生产清洁能源的主要障碍。
二维共轭高分子半导体材料在光催化水分解方面的应用研究
【摘 要】
：
共轭高分子半导体材料具有结构可控、较大的吸光截面和比表面积大等特点，表现出优越的物理和化学性质，在光催化分解水领域显示出广阔的应用前景。然而，光解水产氧作为光解水半反应之一，由于电子传递的步骤复杂以及需要较大的过电势，成为了限制利用光水解大规模生产清洁能源的主要障碍。
【机 构】
：
中国科学技术大学高分子科学与工程系,安徽省合肥市金寨路96号,230026
【出 处】
：
中国化学会2017全国高分子学术论文报告会
【发表日期】
：
2017年10期
其他文献
电催化氧反应是燃料电池、金属-空气电池和微生物电池阴极必需的一个重要化学反应。迄今为止,Pt、IrO2、RuO2 催化剂是最为常用的氧还原反应或氧析出反应催化剂,但由于贵金属资源匮乏、价格昂贵、易中毒失效,严重阻碍了这三类新型电池的商业化。
化学电源给人类生产、生活带来了极大便利的同时，其内部不可缺少的液体电解质经常引发安全事故，必须设计新的电池结构，才能有望解决问题.我们发现当兼具电化学电位和离子电导率的两种材料(即聚苯胺(PANI)泡沫和Mg)直接接触时，材料两端会形成电偶电势，阳极的金属Mg 放出电子变成Mg2+，而作为阴极的PANI 泡沫则将孔隙中的H2O 分解成H2.
有机导电高分子的低热导率以及无机半导体的高Seebeck 系数相结合制备有机无机复合热电材料已经成为一种发展趋势。聚苯胺由于其具有较低的热导率，成本低，易制备等优点；银纳米粒子具有较高的Seebeck 系数与电导率，本文将聚苯胺与银纳米颗粒和银纳米线复合制备复合了薄膜材料，表征了复合材料的结构和热电性能。
化石燃料燃烧过程中产生的二氧化碳(CO2)是导致全球变暖的主要温室气体之一。由于超过的比表面积、优异的化学和热稳定性、易再生等优势,微孔碳材料已被广泛用于CO2 捕获和存储领域。高吸附量和CO2/N2 选择性对于CO2 捕集至关重要。我们通过间苯三酚(1,3,5-THB)和苯胺的缩聚反应合成刚性的多孔聚合物骨架(PTHB)。
我们提出通过节点(Node)键连电子给体单元(Donor)与电子受体单元(Acceptor)构筑D-N-A 型聚合物。在D-N-A 聚合物中D 单元与A 单元直接相连但不共轭,因此D 单元与A 单元间存在受限的电子转移过程。基于此,D单元与A 单元表现出独立的氧化与还原特性。
有机太阳能电池活性层异质结界面稳定性和相纯度以及缓冲层界面能级匹配和柔性透明电极等问题是发展柔性有机太阳能电池的关键问题，而活性层晶粒尺寸与晶界连接以及缓冲层界面致密性是提高钙钛矿电池的稳定性关键。发展可水/醇溶液加工和可拉伸耐弯曲柔性界面纳米材料以及碳基或银网格非铟透明电极是解决有机或钙钛矿太阳能电池应用的关键，解决活性层和界面层的可印刷加工性以及加工过程中相形态变化是有机或钙钛矿太阳能电池商业
在亚纳米尺度甚至分子尺度上调控富碳高分子的结构与功能是实现富碳高分子材料应用至关重要的研究内容，也是目前富碳高分子材料研究中的难点。本报告通过设计合适的单体结构以及对化学成键反应的控制，通过自下而上的方法构建富碳高分子材料，进而通过调控材料的热化学调控实现富碳高分子的石墨烯化，从而构建具有特定结构的石墨烯化富碳高分子。此类材料是一类全新的富碳高分子材料，不仅能作为电极材料用于高性能能源存储转化器件
给-受(D-A)型小分子为给体，与富勒烯衍生物(如PCBM)共混的两元体系作为活性层的本体异质结(BHJ)型有机太阳能电池(OSCs)的效率已经取得了重要的进展 。决定太阳能器件效率的三个关键因素是开路电压(Voc)，短路电流(Jsc)和填充因子(FF)。
给体和受体材料作为主要的活性层吸光材料是影响光电转换性能的重要因素。本文在材料的创新设计方面开展了一系列工作，提出了对称性破缺策略，设计合成了一系列基于非对称苯并二噻吩结构的共轭聚合物，相比于对称取代的同系物，在保证电流和填充因子的同时获得了更高的电压。
具有受体-给体-受体(简称A-D-A)结构的稠环电子受体在有机太阳能电池(简称OSCs)中表现出了优异的光伏性能，得到了领域内的广泛关注.我们通过调控该类分子内的电荷转移作用，设计合成了具有高性能的非富勒烯受体材料，并基于此制备了高性能的OSCs.我们以ITIC 和IEIC 为基础，减弱或增强了分子内的电荷转移作用，设计合成了新型的受体材料，对其吸收光谱和分子能级进行了综合的调控.