一、富勒烯及富勒烯衍生物的质谱研究进展(论文文献综述)
黄强[1](2020)在《基于环对苯撑类π延伸共轭碳纳米环结构的合成及性质研究》文中认为作为新型碳材料的一种,碳纳米管因其独特的物理化学等性质引起人们的广泛关注,其侧壁类型及手性的纯度对其性质起着决定性的作用,目前利用有机合成的方法自下而上地制备高纯碳纳米管成为科研工作者的研究热点。本论文的主要研究方向正是利用有机合成方法自下而上地构筑不同结构的扶手椅型碳纳米管的环对苯撑共轭片段。通过功能化环对苯撑结构,可以得到多种弯曲环对苯撑的π延伸结构,探索了其在光电、超分子、气体吸附、膜分离等方面的相关性质,具体研究工作如下:(1)利用π延伸的石墨烯纳米片和环对苯撑弯曲结构,合成了两种新颖的皇冠状共轭分子化合物TCR和HCR。研究了它们和富勒烯C60的超分子主客体作用,发现当碳环直径固定时,其结合常数随着π结构的延伸而增加,最大的络合常数可达2.33 × 107 M-1。在光照射下,将这些分子环与富勒烯C60形成的超分子复合物作为作为光导层,会产生明显的光电流,化合物HCR与C60复合物的光照电流与暗电流相比增加了 1 000倍。超快光谱实验表明化合物HCR和TCR(电子给体)与富勒烯C60(电子受体)之间存在有效的光诱导电子转移过程。弯曲共轭分子HCR和TCR的合成为开发更大共轭的碳纳米管片段的合成提供了借鉴,其明显的光电活性也为进一步开发该类材料在光电器件中的应用提供了实验基础。(2)设计并合成了含有两个氯原子的双功能化的环对苯撑单体,利用镍催化的聚合反应生成了π延伸的新型高分子聚合物PS1,它完全由sp2杂化的碳原子组成,可以看做是扶手椅型[8,8]单壁碳纳米管(SWCNT)的聚合物链段。在该高分子聚合物PS1中,环对苯撑单元是碳纳米管的弯曲共轭片段,线性聚对苯撑骨架是碳纳米管一维方向的聚对苯基片段。研究表明,PS1兼具电子传输和空穴传输的性质,分别达到μe~2.0 × 10-5 cm2·S-1和μh~1.2 × 10-5 cm2·V-1·S-1。这个π延伸的高分子聚合物PS1代表了自下而上的合成精确结构和单一手性指数碳纳米管的重要一步,并在电子和空穴输运的器件上有潜在应用价值。(3)利用含有五边形单元和六边形的稠环分子与弯曲分子前驱体结合,合成了新颖的弯曲共轭皇冠分子(MC3),它可以看做是富勒烯C240的一个弯曲片段。和同样尺寸的环对苯撑相比,具有π延伸结构的MC3的吸收和荧光发射光谱均发生明显的红移;进一步研究了富勒烯C60和C70与MC3之间的超分子主体-客体相互作用,并比较了相互作用的能力,其中C60与MC3显示出较强的超分子作用,络合常数可达到1.43 × 106 M-1。MC3和C60@MC3可分别看做富勒烯C240和最小的稳定碳洋葱(C60@C240)的弯曲共轭片段,也为大碳笼的自下而上合成提供了分子模板。(4)利用含有不同手性的1,1’-联-2,2’-萘酚(BINOL)单元分别和弯曲环苯撑合成子进行钯催化偶联反应得到两个扶手椅型碳纳米环(RCR,SCR)的对映体结构。与先前报道的不存在对称面或反转中心的手性CNT结构中不同,RCR和SCR这对对映体是通过将外来手性源BINOL与弯曲分子连接而形成手性的扶手椅型碳纳米管片段的结构。使用紫外可见光谱、荧光发射(PL)光谱和圆二色性(CD)光谱对它们的光物理性质和手性特征进行了研究。由于其内部具有较大空腔,这对对映体化合物有可能在手性超分子化学和手性催化上有潜在的应用。(5)设计并合成了新的双功能化的环对苯撑单体,利用镍催化的聚合反应生成横向排列的π延伸的高分子聚合物PS2。PS2含有环对苯撑单元和线性聚对苯基的骨架,可看做是规则排列的碳纳米管矩阵分离膜的片段结构,实现了用于不同尺寸金纳米颗粒的分离,分离纳米颗粒的孔径可低至2.6 nm。这种孔状聚合物结构为新型碳基分离膜的设计和应用提供实验基础。
李聃[2](2020)在《富勒烯与酯类化合物反应的研究》文中研究指明富勒烯可以通过化学反应实现功能化从而调控其性质,自发现富勒烯以来,人们对富勒烯展开了大量研究,合成了许多结构新颖的富勒烯衍生物,使其在生物医学、有机电子学、化妆品、光学材料和超导体等领域显示出诱人的前景。理论和电化学测试结果都表明富勒烯的性质类似一个缺电子的共轭多烯,C60和C70都易发生亲核加成反应、自由基加成反应和环加成反应等,其中亲核反应是富勒烯修饰最常用的反应之一。C60的高度对称性使其产物较易分离和分析;而C70由于较低的D5h对称性,使其加成反应不仅涉及位置选择性(site-selectivity)还涉及区域选择性(regioselectivity),所以C70的衍生化反应产物通常是多个不易分离的异构体混合物,限制了 C70衍生物的应用。为了扩大研究范围,得到更多具有应用价值的单一的富勒烯衍生物,本文围绕在碱性条件下,C60和C70与2-烷基丙二酸二酯类化合物的反应展开,不仅对反应机理进行了探讨,还具体研究了几个异构体之间的热稳定性和溶解性的差异。主要内容如下:1、本文通过在碱性条件下C60与2-烷基丙二酸二酯反应,在碘的作用下高效地合成了 1,16-[60]富勒烯衍生物,条件温和,操作简单。通过X-射线单晶衍射和波谱分析确定了产物结构,利用现场可见近红外光谱对反应机理进行了研究,发现在这个反应中,负离子中间体RC60-的稳定性是生成1,16-产物的关键。同时对1,16-[60]富勒烯衍生物的热稳定性和在甲苯中的溶解度进行了研究,1,16-[60]富勒烯衍生物展现出较好的热稳定性和很好的溶解度,为筛选具有潜在应用价值的富勒烯衍生物提供了基础。2、相比于位置异构体(site-isomers),由于区域异构体(regioisomers)之间的差异性更小,使得研究C70的区域异构体更具有挑战性。本文利用在碱性条件下C70与2-烷基丙二酸二酯经碘氧化的反应生成了两种富勒烯内酯类衍生物的区域异构体。经X-射线单晶衍射和波谱分析确定了α-[70]富勒烯内酯类衍生物的两种区域异构体的结构。首次考察了两个结构相似的区域异构体的热稳定性和二者在甲苯和邻二氯苯中的溶解度,实验结果显示二者有相似的热稳定性和较大的溶解性差异。
许桂英[3](2020)在《有机/钙钛矿太阳能电池中的界面精确调控及其光伏性质研究》文中进行了进一步梳理基于有机、钙钛矿半导体材料的有机/钙钛矿太阳能电池具有轻质、廉价、可溶液加工的特点,且在可穿戴能源等方面应用展现出了巨大市场空间,近年来受到了广泛关注。目前,有机/钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)得到了快速提升,钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)的最高PCE已经超过24%,而有机太阳能电池(OSCs)的PCE也已经超过17%。器件效率的快速发展离不开活性层材料的不断开发以及器件制备工艺和器件界面工程的优化。其中,电池中各功能层界面对器件内部载流子的抽提和复合、缺陷态钝化、稳定性以及对太阳光的利用率均起着关键性作用。因此,如何对有机/钙钛矿太阳能电池的各功能层界面进行调控是实现高性能有机/钙钛矿太阳能电池的关键。基于此,本论文针对器件界面层的能级结构缺陷,界面离子缺陷等方面从分子层面上设计合成和选用界面层材料,对有机/钙钛矿太阳能电池器件界面实现精准调控,成功制备了高效高稳定性的有机/钙钛矿太阳能电池。除此以外,我们还通过光学界面的调控成功制备了彩色柔性半透明OSCs(ST-OSCs),拓展了这类太阳能电池的应用。具体研究内容如下:(一)通过设计合成两亲性富勒烯衍生物PCBB-OEG,并将其作为活性层添加剂应用在钙钛矿活性层制备当中,实现了电子传输层界面能级梯度分布,促进了光生电子的传输和抽提。同时PCBB-OEG还可以作为分子模板精准控制钙钛矿晶体的结晶速率,得到了大尺寸、高结晶度、强取向晶粒的高质量钙钛矿晶体薄膜。由于PCBB-OEG具有优异的传输性能,我们还将其作为添加剂优化了电子传输层PCBM。最终以此高质量且具有能级梯度分布的钙钛矿薄膜为活性层,以具有强抽提和传输性能的PCBM:PCBB-OEG为电子传输层制备了平面p-i-n型pero-SCs,获得了高达20.49%的PCE(PCE)。不仅如此,由于PCBB-OEG分子能够与钙钛矿形成氢键的相互作用,稳定钙钛矿晶粒;较快的光生电子的抽提和传输,减少了钙钛矿内部超氧化物的形成,提高了器件的氧稳定性。通过两者的协同作用,器件稳定性得到了大幅度提升,未封装器件在温度为25 ℃,湿度为50%的大气环境中放置60天,PCE仅仅降低了 2%。(二)通过引入本体异质结有机半导体PBDB-T:ITIC薄膜作为PEDOT:PSS空穴传输层与窄带隙(FASnI3)0.6(MAPbI3)0.4钙钛矿活性层的中间层,优化了p-i-n型窄带隙pero-SCs的空穴传输界面。研究发现,PBDB-T:ITIC薄膜的引入可以帮助器件构筑梯度分布的能级结构、促进高质量钙钛矿薄膜的生长、钝化钙钛矿薄膜的表面缺陷态。基于三者的协同作用,首次实现锡掺杂钙钛矿太阳能电池器件PCE突破18%,其中开路电压高达0.86 V,能量损失仅为0.39 eV。(三)针对p-i-n型pero-SCs最常用的空穴传输材料PTAA所具有的低迁移率和低电导率的问题,我们将高结晶性小分子BDT-Si作为分子添加剂应用到PTAA薄膜中,调控了空穴传输层薄膜分子排列。研究发现由于BDT-Si的高结晶性,有利于促进PTAA分子的有序排列,减小了薄膜的无序能,进而增加了迁移率和电导率,促进了界面的空穴抽提和传输。不仅如此,由于无序能的降低,薄膜的带尾态得到了降低,优化了器件能级结构。最终,基于PTAA:BDT-Si制备的pero-SCs器件PCE高达21.61%。此外,由于空穴传输层薄膜光照稳定性的增加,器件的工作稳定性也得到了提高,在连续工作500小时后,仍能保持器件原始效率的80%。(四)通过调控ST-OSCs器件光学界面,成功制备了面向应用的高效彩色柔性ST-OSCs。我们将Au作为种子引入到超薄Ag的制备当中,得到了平整度高、面电阻小且透光率较高的Au/Ag复合透明顶电极。将该电极应用于不同材料体系的ST-OSCs器件的制备中,均取得了较高的PCE,证明了其通用性。为了进一步提升器件的效率而不牺牲透光率,并且得到彩色ST-OSCs,我们引入了一维介电镜(DMs),在提升器件效率的同时调控了 ST-OSCs的颜色。以PTB7-Th:PC71BM为活性层,结合6层DMs获得了 PCE为7%的ST-OSCs。进一步,以前期开发的商业化PET/Ag-mesh/PH1000柔性透明电极为底电极,制备了柔性彩色半透明太阳能电池,器件PCE高达6.4%,透光率为11.5%。
刘硕[4](2020)在《富勒烯C60取代体系(C59M及C58M’)的结构和非线性光学性质理论研究》文中研究指明富勒烯及其衍生体系具有独特的几何结构和高度离域的π电子,因此在电学、磁学、光学、生物医学等领域具有广泛的应用。经化学修饰的富勒烯衍生物打破了原有的中心对称结构,在高性能的二阶非线性光学(NLO)材料领域具有潜在的应用价值。本论文的主要内容是对金属及非金属取代的富勒烯体系进行系统地设计及理论计算研究,对比筛选出具有较大第一超极化率的异质富勒烯结构,从理论上探究了异质富勒烯的结构与二阶非线性光学性质之间的关系,为设计高性能的富勒烯非线性光学材料提供可靠的理论依据。具体工作如下:1.基于具有高度对称性的富勒烯C60,我们设计了以过渡金属Co,Rh和Ir作为杂原子的异质富勒烯C59Co,C59Rh和C59Ir。几何结构显示,金属杂原子与三个相连的碳原子间的键长大于C60上的碳碳键,三个异质富勒烯与C60相比均发生了不同程度的形变。从自然布居分析(NPA)电荷和前线分子轨道跃迁中发现,三个异质富勒烯中都存在杂原子与相邻碳原子之间的电荷转移。令人欣喜的是,这三个金属取代富勒烯分子都具有较大的第一超极化率。其中C59Ir具有最大的第一超极化率。2.文献表明富勒烯上相邻的两个碳原子可以被金属原子或部分非金属原子取代。基于前期的工作,我们分别利用金属Ir,Pt及非金属Si和S,取代富勒烯C60上[6:6]环的两个相邻的碳原子,构建了C58M’型异质富勒烯,对其结构、前线分子轨道、NPA电荷及二阶非线性光学性质进行研究。值得注意的是,相较于传统的富勒烯,异质富勒烯的非线性光学性能显着提高,而且金属取代富勒烯的第一超极化率明显高于非金属取代富勒烯。通过双能级公式进一步分析发现,金属取代的富勒烯具有更小的跃迁能以及更大的跃迁偶极矩,证实了金属取代富勒烯的非线性光学性能优于非金属取代富勒烯。
王莹[5](2020)在《富勒烯衍生物载药体系的研究》文中进行了进一步梳理本文构建了三种基于富勒烯衍生物负载抗肿瘤药物阿霉素的肿瘤给药系统:p H敏感型肿瘤给药系统(FP-DOX)、叶酸负载的肿瘤给药系统(FP-FA/DOX)和四氧化三铁负载的肿瘤给药系统(FP-IONP-COOH/DOX),并对其药物释放规律及自由基清除能力进行了考察,主要研究内容如下:1.基于羧丙基富勒烯吡咯烷(FP-COOH)载药体系构建的p H敏感型肿瘤给药系统(FP-DOX)的研究:将FP-COOH作为药物载体,腙键连接DOX,构成p H敏感型肿瘤给药系统(FP-DOX),其中UV-vis、FT-IR和MALDI-TOF分别验证了FP-DOX的有效合成,溶解度实验表明FP-DOX能够有效提高富勒烯的水溶性,体外释药实验表明FP-DOX属于p H敏感型制剂。2.基于富勒烯单加成吡咯烷(FP-OH)载药体系构建的叶酸负载的肿瘤给药系统(FP-FA/DOX)的研究:通过酯化反应将靶向分子叶酸与FP-OH相连,并物理负载阿霉素,构成肿瘤给药系统(FP-FA/DOX)。其中UV-Vis、FT-IR及MALDI-TOF分别验证了FP-FA/DOX的有效合成与制备,体外释药实验表明FP-FA/DOX具有缓慢释放DOX的释药规律。3.基于羧丙基富勒烯吡咯烷载药体系构建的四氧化三铁负载的肿瘤给药系统(FP-IONP-COOH/DOX)的研究:采用水热化学键合的方法将磁性纳米粒子四氧化三铁负载于FP-COOH上,并物理负载DOX,构成肿瘤给药系统(FP-IONP-COOH/DOX),其中UV-Vis、FT-IR分别验证了产物的有效合成与制备,磁滞曲线的测定则表明FP-IONP-COOH具有超顺磁性,体外释药实验表明FP-IONP-COOH/DOX具有缓慢释放DOX的释药规律。4.肿瘤给药系统自由基清除能力的考察:采用有机溶剂介导法制备各肿瘤给药系统的纳米水悬液,邻苯三酚自氧化体系的测定结果表明各纳米水悬液皆具有清除超氧阴离子自由基(O2-·)的能力,甲基紫-Fenton体系验证了各纳米水悬液在黑暗条件下皆具有清除羟基自由基(·OH)的能力,且在光照条件下又具有产生羟基自由基的能力,进一步的研究结果表明,FP-DOX具有更强的自由基清除能力,能够有效降低阿霉素的自由基毒性。
李广[6](2020)在《富勒烯芳胺类单加成衍生物的合成及其对硝化棉的安定作用研究》文中研究指明硝化纤维素(NC)和硝化甘油(NG)等硝酸酯化合物是双基推进剂的重要含能组分,赋予推进剂系统良好的动力性能。然而硝酸酯化合物由于其化学性质不稳定,它们的硝酸酯键(CO-NO2)键能弱,在日常贮存和使用过程中,容易发生断键分解,产生氮氧自由基和氮氧化合物气体。这些分解产物将会进一步自加速催化硝酸酯化合物的分解,使体系放出大量热,最终导致硝酸酯基推进剂性能降低,甚至燃烧爆炸。传统安定剂主要是苯胺和苯脲衍生物,它们在与硝化棉相互作用时大多会生成高致癌性化合物,并且在高温下的热安定性能较差,因此开发出一类对硝化棉热稳定性能好,安定性能优异的绿色环保安定剂迫在眉睫。富勒烯(C60)具有缺电子烯烃的性质,对多种自由基具有优良的清除能力,被誉为“自由基海绵”。本课题基于富勒烯的自由基清除能力,将其与具有安定作用的芳胺基团在分子层面进行结合,设计合成出一系列新型的单加成富勒烯衍生物,探究它们和硝化棉的相互作用关系和作为硝酸酯基推进剂安定剂的潜在可能性。主要研究内容包括以下四个方面:(1)以富勒烯和丙二酰胺衍生物为原料,通过改进的Bingel反应,设计合成出6种不同碳链长度的新型单加成富勒烯芳胺环丙烷衍生物。它们的分子结构分别通过FT-IR、NMR、UV-vis和HRMS等测试方法进行表征确认。(2)以富勒烯、N-芳基甘氨酸衍生物和芳醛衍生物为原料,通过改进的Prato反应,设计合成出8种不同碳链长度的新型单加成富勒烯芳胺吡咯烷衍生物,它们的分子结构分别通过FT-IR、NMR、UV-vis、HRMS和X-射线单晶衍射等测试方法进行表征确认。(3)对新合成的14种富勒烯芳胺类单加成衍生物分别进行差式扫描量热试验、甲基紫试纸试验、真空安定性试验和恒温热重试验,研究它们对硝化棉间的相容性和安定性。结果表明富勒烯芳胺衍生物和硝化棉间具有良好的相容性,对硝化棉均起到良好的安定效果,并且它们的安定性能优于传统安定剂DPA和C2。(4)对新合成的14种新型富勒烯衍生物与硝化棉相互作用机理进行探究,利用EPR、FT-IR、LC-MS等检测手段研究富勒烯芳胺衍生物对硝化棉起安定作用的潜在原因。结果表明富勒烯基衍生物作为安定剂添加到硝化棉体系中,能够有效吸收硝化棉热分解产生的NO·和NO2,抑制硝化棉的自催化分解反应,对硝化棉起到安定作用。
丁玲[7](2020)在《基于C60Cl6底物的富勒烯酚醚类衍生物合成及其对NC的安定性能研究》文中认为硝酸酯基推进剂在储存和使用过程中,受环境和热积累的影响易分解产生氮氧自由基和酸性物质,并进一步加速推进剂的分解。因此此类推进剂在储存的过程中需要加入安定剂来吸收产生的这些酸性物质和活性自由基,从而抑制推进剂的自催化分解,延长其储存寿命。研究表明富勒烯具有良好的吸收自由基的能力,且功能化的富勒烯衍生物吸收自由基的能力更好。本文利用亲核取代反应合成了一系列功能富勒烯衍生物,并对其在安定剂方面的潜在应用进行研究。主要工作包括以下四个部分:(1)在碱性条件下,通过六氯富勒烯(C60Cl6)与对乙氧基苯酚、对甲氧基苯酚、对乙基苯酚发生亲核取代反应成功制得一系列苯并呋喃富勒烯衍生物,并分离出了未见报道得1,2,3,4-苯并呋喃双加成富勒烯衍生物与1,2,14,15-苯并呋喃双加成富勒烯衍生物。采用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、紫外光谱、红外光谱、质谱等现代测试手段对产物进行了结构表征。(2)通过挥发扩散法培养获得了富勒烯衍生物的单晶,并使用X射线单晶衍射确定了其结构。对C60Cl6及其中间体进行密度泛函理论(DFT)计算,通过不同原子的Fukui函数f+来评估不同位点的局部亲电能力大小,进而推测苯并呋喃富勒烯衍生物的反应机理。(3)为了探究苯并类衍生物的成环条件,将苄醇类化合物与C60Cl6在氢化钠条件下发生亲核取代反应,结果表明对位苄醇并不能与对位酚类一样成环,将3,5-二甲氧基苄醇与C60Cl6反应成功得到了含苯并吡喃环的富勒烯衍生物。(4)对得到的富勒烯衍生物分别进行差热分析实验、甲基紫试纸实验和恒温热重实验,研究它们和硝化棉间的相容性和安定性。结果表明富勒烯衍生物和硝化棉间具有良好的相容性,对硝化棉均起到安定作用,并且它们的安定性能优于传统安定剂DPA。通过顺磁共振(ESR)研究了功能富勒烯衍生物对氮氧自由基的吸收能力,证实合成的功能富勒烯衍生物能够有效的吸收硝化棉热分解产生的NO·和NOx,从而抑制自催化反应,对硝化棉起到安定作用,延长使用寿命。
汪洋[8](2018)在《不同拓扑结构噻吩基有机太阳能电池材料的设计合成与性能》文中认为开发高效率、廉价、稳定、可溶液加工的活性层材料对于推动有机太阳能电池器件及其商业化的发展至关重要。本论文从设计开发高效率的D-A-D、A-D-A型分子结构活性层材料为出发点,用不同的强给电子和吸电子基团为端基,以改变共轭主链和端基为创新点,结合共轭分子化学结构精确、高纯度以及良好的成膜性等优势,开发了一系列高效率的太阳能电池给、受体材料。基于合成的这些新材料,进一步通过制备有机太阳能电池器件来研究其性能,并且通过形貌调控、构建三元共混太阳能电池来研究材料与性能之间的关系,揭示给、受体材料在二元以及三元共混太阳能电池中起到的作用。具体而言,主要分为以下六个部分:第一章,简要介绍有机太阳能电池工作原理、器件结构以及目前常用的活性层材料的研究现状,然后重点介绍了非富勒烯受体材料的发展现状。同时,本章也阐述构建小分子给受体材料的优势然后从小分子材料方向凝练本论文的研究路线和创新思路。第二章,本章设计合成了一系列不同核结构的星型分子给体材料并对其光电性质进行了研究。引入给电子核结构能拓宽星型分子的光谱吸收,引入平面核结构提高星型分子之间的共轭。然后将这些材料作为给体制备了以富勒烯为受体的有机太阳能电池器件,并对不同核给体材料的光电性质以及对太阳能电池器件性能的影响进行了系统性的研究。第三章,本章采用一种新型的拉电子单元硫代巴比妥酸作为端基修饰开发了一种小分子受体材料。通过构建A-D-A结构的小分子非富勒烯材料可以调控材料的光谱吸收、电化学能级以及小分子材料的平面堆积,提高太阳能电池器件的开路电压、短路电流,以此来开发高光电转换效率的太阳能电池材料。将该材料作为活性层受体材料制备了有机太阳能电池器件,制备工艺简单不需要任何前后处理,该材料是一种有潜力的受体材料。第四章,效仿P3HT聚合物良好的堆叠性能,本章采用截取该聚合物骨架片段手段合成了具有强结晶性的小分子受体材料,以期望调控活性层薄膜的堆积以及结晶性。结晶性小分子能与聚合物形成共晶,提高活性层薄膜的结晶性,提高载流子迁移率。此外,采用端基修饰方法调控受体与给体之间能级匹配,吸光互补,提高活性层光吸收效率以及开路电压。此外本章还研究了利用不同添加剂去调控小分子受体材料的结晶性以及阐释其中的原因。第五章,传统的有机太阳能电池器件的活性层例如:PTB7-Th:PC71BM等的电子迁移率往往低于空穴迁移率。利用具有结晶性的小分子非富勒烯材料去构建三元共混太阳能电池以提高活性层的电子迁移率和平衡载流子的传输。此外,引入第三种受体材料提高了有机太阳能电池活性层对太阳光的吸收从而提高电池的光电转换效率。第六章,利用小分子非富勒烯受体的光谱以及电化学能级等性质可调控的优势,采用星型结构以及端基修饰去调控受体材料的聚集形态以及电化学能级以便于在三元太阳能电池的活性层中构建能级梯度,为载流子的传输提供额外的传输通道从而降低载流子的复合、提高活性层的迁移率。本章设计合成了BTTCN材料作为能级连接引入PTB7-Th:PC71BM主体活性层中提高了空穴与电子的迁移率,从而提高了太阳能电池的光电转换效率。引入能级梯度材料是构建高效率三元共混太阳能电池的一种有效手段。
肖奇[9](2019)在《方酸菁半导体材料的设计合成及其在光伏器件中的应用》文中认为方酸菁是一类具有给体-受体-给体结构的有机染料分子,不但合成简便,还在可见光及近红外区表现出强吸收,且光稳定性与化学稳定性良好,因此作为一种有机半导体材料被广泛应用于诸多领域。目前,方酸菁作为给体材料应用于本体异质结有机太阳能电池(BHJ-OSCs)时遇到一个重要问题是其空穴迁移率偏低,导致填充因子不高,限制了器件效率的提升。此外,非富勒烯太阳能电池近来取得了巨大的研究进展,但将方酸菁应用于在非富勒烯OSCs的报道还十分少见,这主要是因为其与非富勒烯受体之间的相容性不佳,难以形成合成的BHJ形貌。另一方面,方酸菁作为一种两性离子结构p型半导体,其能级不但与钙钛矿匹配,且天然含有羰基等钝化基团,因而是钙钛矿太阳能电池(PVSCs)空穴传输材料(HTMs)的合适选择,但目前此类应用也较少。基于此,方酸菁在OSCs和PVSCs中存在着巨大的应用潜力。本论文以不对称方酸菁为基础,通过合理分子设计,制备了一系列方酸菁小分子及聚合物,详细表征了它们的光物理性质和空穴传输能力,并系统研究了它们在OSCs及PVSCs中的应用。(1)利用苯并吲哚啉异构体和含不同取代基的硫代吡喃亚胺盐作为末端基团,合成了四个不对称方酸菁小分子IPSQ1-4。有机场效应管器件测试表明IPSQ-3的空穴迁移率数值最高,可接近10-4 cm2V-1s-1。单晶结构解析发现,结构不同的分子具有不同的堆积方式,其中IPSQ-1主要采用“鱼骨形”排列,而IPSQ-4主要采用“砖块式”堆积。而二者的空穴迁移率也体现出明显的差异,其中IPSQ-1的迁移率数值约为IPSQ-4的50倍,说明“鱼骨形”堆积更利于载流子传输。上述研究发现可以帮助我们理解调整方酸结构及其分子间堆积方式的意义,对于设计高性能的基于方酸的半导体材料具有一定的参考价值。(2)以苯并吲哚啉和三苯胺作为末端基团,以平面度高的芴或咔唑环为桥连基团合成了“蝴蝶型”方酸菁二聚体DSQ1-3,同时结合侧链调控,探究其作为给体材料在富勒烯类BHJ-OSCs的应用。研究发现,桥连基团的改变对吸收光谱、分子能级以及分子排列行为几乎没有影响,但侧链的调控会显着影响与富勒烯受体的混合性能,优化混合薄膜形貌。因此,尽管DSQ1与DSQ3均采用芴作桥连基团,但将侧链从己基直链替换为2-乙基己基的支链时会使DSQ3的空穴迁移率明显上升,电池光电转换效率得到显着提升(4.02%vs 2.26%)。而以咔唑为桥连基团,侧链为2-己基癸基的DSQ2具有最佳效率(4.38%),这主要得益于咔唑环的给电子能力较强,提高了其空穴迁移能力。因此,该工作表明了侧链工程对获得高性能方酸菁类给体材料的重要性。(3)基于二维聚合物给体设计理念,采用引达省并二噻吩(IDT)和不对称方酸菁为共聚单元,合成了准二维结构的p型方酸菁聚合物PASQ-IDT。该聚合物有效缓解了一维方酸菁聚合物中较强的激子耦合,与PC71BM混合后呈现出良好的相容性能与微观形貌,应用至BHJ-OSCs和半透明太阳能电池时分别实现6.35%和4.03%的光电转换效率,均为目前方酸菁聚合物单节电池中的最高值。另外,还进一步探究了其作为非掺杂HTM在反式PVSCs中的应用。器件结果显示基于PASQ-IDT的效率高达18.29%,明显高于广泛使用的PEDOT:PSS(16.12%)与大多数HTMs,而这主要得益于方酸菁的两性离子特性,使得PASQ-IDT对钙钛矿前驱液具有良好的浸润性,进而有助于高质量钙钛矿薄膜的形成。(4)采用苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩和苯胺类不对称方酸菁作为共聚单元,合成了两个宽带隙方酸菁聚合物PASQ-BDT1和PASQ-BDT2,并探究了其在富勒烯及非富勒烯OSCs中的应用。结果显示,在富勒烯及非富勒烯电池中,以N,N-二异丁胺为末端基团的PASQ-BDT2性能均优于三苯胺为末端基团的PASQ-BDT1,这可归因于更好的吸光性能与混合薄膜形貌。在PASQ-BDT2/PC71BM体系中,溶剂退火会有效改善混合薄膜的形貌与空穴迁移率,使器件效率从3.19%上升至4.34%。而对于PASQ-BDT2/ITIC体系,发现将器件加工溶剂从氯苯替换为氯仿时使得器件效率从1.96%升至3.72%,归因于氯仿加工的薄膜可更加有效地抑制混合层的电荷复合损失并提升薄膜的结晶性能。该工作不仅首次尝试了方酸菁聚合物给体在非富勒烯OSCs中的应用,还表明溶剂效应对制备方酸菁类太阳能电池器件的重要性。(5)鉴于方酸菁环丁二酮核的C=O是良好的钝化基团,可与钙钛矿中Pb2+配位实现缺陷态钝化,因此方酸菁可成为HTMs的理想选择之一。以IDT和苯胺类不对称方酸菁异构体作为共聚单元,合成了具有高空穴迁移率的准二维方酸菁聚合物PSQ1-2,将其作为非掺杂HTMs应用于正式全无机PVSCs中,并详细研究了聚合物对钙钛矿的钝化作用。结果显示,PSQ2具有更低的HOMO能级与更明显的钝化效应,其空穴迁移率更是接近0.01 cm2V-1s-1。其中,基于PSQ2的非掺杂α-CsPbI2Br-PVSCs器件效率高达15.5%,优于非掺杂的PSQ1(13.6%)与掺杂的Spiro-OMeTAD(14.4%),该效率更是在全无机PVSCs中名列前茅。
杨校宇[10](2019)在《铜盐参与的[60]富勒烯阳离子的反应研究》文中认为富勒烯阳离子化学有别于传统富勒烯化学(即富勒烯阴离子、以及富勒烯自由基化学),在富勒烯合成中表现其独特的优势,例如化学选择性好、产率高、反应时间短以及产物结构独特。本论文将研究基于富勒烯阳离子化学的富勒烯衍生物的合成及其衍生物在钙钛矿太阳能电池中的应用。通过富勒烯氢前体高效合成富勒烯二聚体,再通过一步氧化或分级氧化得到富勒烯阳离子中间体。通过筛选不同的亲核试剂,系统地研究富勒烯阳离子的分子间反应机理、以及反应的底物范围;通过合成不同碳链长度的富勒烯氢前体,从而进行富勒烯阳离子分子内成环反应,得到相应的全碳环类富勒烯衍生物,并对成环机理进行系统地研究,利于指导可用于太阳能电池的全碳环类富勒烯衍生物的合成;同时,通过富勒烯衍生物掺杂钙钛矿的方式,探究富勒烯衍生物在钙钛矿太阳能电池中的应用,为未来的钙钛矿太阳能电池领域提供潜在的应用前景。具体研究结果如下:1.芳基[60]富勒烯阳离子在Cu(Ⅱ)盐(Cu(BF4)2(aq))作用下,与各种官能化的芳基硼酸发生分子内偶联反应生成官能化的1,4-二芳基[60]富勒烯。该反应可耐受OH、NH2、COCH3、Cl取代基等多种官能团,最高产率达93%。且C60Ar1Ar2(Ar2=p-NH2C6H4)可被用作钙钛矿太阳能电池光活性CH3NH3PbI3层的掺杂剂。2.通过CuBr2的作用,原位产生的芳基富勒烯阳离子中间体发生分子内环化,高选择性和高效率地生成了六元环四氢萘[60]富勒烯。此外,该四氢萘[60]富勒烯具有优良的溶解性。3.在CuBr2的存在下,通过加热芳基[60]富勒烯二聚体原位生成芳基[60]富勒烯阳离子,发生分子内环化,合成了具有五元全碳环的二氢茚[60]富勒烯。该反应具有良好的底物范围,其产率高达93%。在钙钛矿太阳能电池中,新合成的五元全碳环[60]富勒烯具有很高的能量转换效率。
二、富勒烯及富勒烯衍生物的质谱研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、富勒烯及富勒烯衍生物的质谱研究进展(论文提纲范文)
(1)基于环对苯撑类π延伸共轭碳纳米环结构的合成及性质研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 碳纳米管的简介 |
1.3 环对苯撑结构 |
1.3.1 环对苯撑结构简介 |
1.3.2 环对苯撑结构的合成策略 |
1.3.3 环对苯撑结构的具体实例 |
1.3.4 合成π延伸的环对苯撑结构 |
1.3.5 环对苯撑结构的π共轭延伸 |
1.4 环对苯撑化合物的性质及应用 |
1.4.1 环对苯撑化合物性质 |
1.4.2 环对苯撑化合物作配合物 |
1.4.3 环对苯撑化合物作为超分子主体 |
1.4.4 环对苯撑化合物作为固体荧光器件 |
1.4.5 环对苯撑化合物作为电子传输材料应用 |
1.4.6 环对苯撑化合物作为光电传输材料应用 |
1.5 本文选题背景和研究内容 |
参考文献 |
第2章 弯曲石墨烯/富勒烯超分子异质结 |
2.1 研究背景 |
2.2 结果与讨论 |
2.3 本章小结 |
2.4 实验部分 |
2.4.1 实验药品 |
2.4.2 材料和其它信息 |
2.4.3 用于电化学测试活性层薄膜的制备 |
2.4.4 光电流及器件FTO/C_(60)@HCR/Au的Ⅰ-Ⅴ曲线测试 |
2.4.5 晶体学补充材料 |
2.4.6 化合物合成及表征 |
2.4.7 Job's plot |
2.4.8 荧光滴定实验 |
2.4.9 紫外可见滴定实验 |
2.4.10 计算补充 |
参考文献 |
第3章 长π-共轭环对苯撑聚合物作为单壁碳纳米管的片段的合成及其性质研究 |
3.1 研究背景 |
3.2 结果与讨论 |
3.3 本章小结 |
3.4 实验部分 |
3.4.1 实验测试和药品说明 |
3.4.2 化合物合成及表征 |
3.4.3 化合物的光谱研究 |
3.4.4 Scholl反应 |
3.4.5 固体状态堆积状态研究 |
3.4.6 高分子PS1的电子ITO/ZnO/PS1/Ca/Al器件的制作 |
3.4.7 高分子PS1的空穴ITO/PEDOT:PSS/PS1/MoO_3/Ag器件的制备 |
3.4.8 计算部分补充 |
参考文献 |
第4章 富勒烯C_(240)的片段化合物的合成及超分子性质研究 |
4.1 研究背景 |
4.2 结果与讨论 |
4.3 本章小结 |
4.4 实验部分 |
4.4.1 实验说明 |
4.4.2 实验药品 |
4.4.3 化合物合成及表征 |
4.4.4 Job's plot |
4.4.5 荧光滴定实验 |
参考文献 |
第5章 手性联萘基衍生碳环对映体的合成及光学性质 |
5.1 研究背景 |
5.2 结果与讨论 |
5.3 本章小结 |
5.4 实验部分 |
5.4.1 仪器介绍 |
5.4.2 化学药品及溶剂信息 |
5.4.3 化合物合成及表征 |
参考文献 |
第6章 碳环微孔共轭聚合物沉积膜对金纳米颗粒进行精确分离 |
6.1 研究背景 |
6.2 结果与讨论 |
6.3 本章小结 |
6.4 实验部分 |
6.4.1 仪器介绍 |
6.4.2 化学药品及溶剂信息 |
6.4.3 化合物合成及表征 |
参考文献 |
第7章 总结与展望 |
附录相关图谱和理论计算数据 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文 |
(2)富勒烯与酯类化合物反应的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 富勒烯的简介 |
1.3 富勒烯C_(60)的C_(70)的结构 |
1.4 富勒烯C_(60)的C_(70)的物理性质 |
1.5 富勒烯C_(60)的C_(70)的化学性质 |
1.5.1 亲核加成反应 |
1.5.2 自由基加成反应 |
1.5.3 环加成反应 |
1.5.4 富勒烯负离子的化学反应 |
1.5.5 富勒烯与卤素的亲电加成反应 |
1.6 富勒烯衍生物的应用 |
1.6.1 生物医学 |
1.6.2 有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池 |
1.6.3 化妆品 |
1.6.4 光学材料 |
1.6.5 超导体 |
1.7 论文选题依据和研究内容 |
第二章 1,16-[60]富勒烯衍生物的合成 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品 |
2.2.2 仪器和方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 2-烷基丙二酸二酯在碱性条件下与C60的反应 |
2.3.2 化合物2-2a-e,2-3a-e,2-4a-e和2-5a的结构分析 |
2.3.3 2-2c和2-3c的~1HNMR谱图的分析 |
2.3.4 反应机理的研究 |
2.3.5 热重分析实验 |
2.3.6 溶解度实验 |
2.4 结论 |
2.5 化合物的表征数据 |
第三章 α-[70]富勒烯内酯类衍生物的合成和表征 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验药品 |
3.2.2 仪器和方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 2-烷基丙二酸二酯在碱性条件下与C70的反应 |
3.3.2 化合物3-2a-d,3-3a-d,3-4a,3-5a和3-6a的结构分析 |
3.3.3 反应机理的研究 |
3.3.4 热重分析实验 |
3.3.5 溶解度实验 |
3.4 结论 |
3.5 化合物的表征数据 |
第四章 总结与展望 |
4.1 本文总结 |
4.1.1 1,16-[60]富勒烯衍生物的合成 |
4.1.2 α-[70]富勒烯内酯类衍生物的合成和表征 |
4.2 展望 |
4.2.1 合成多加成[70]富勒烯衍生物 |
4.2.2 电化学合成环化[60]富勒烯衍生物 |
4.2.3 C_(60)与2-乙基乙酰乙酸乙酯的反应 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(3)有机/钙钛矿太阳能电池中的界面精确调控及其光伏性质研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 有机/钙钛矿太阳能电池简介 |
1.2.1 钙钛矿太阳能电池发展现状 |
1.2.2 有机太阳能电池发展现状 |
1.2.3 有机/钙钛矿太阳能电池结构分类 |
1.2.3.1 钙钛矿太阳能电池结构分类 |
1.2.3.2 有机太阳能电池结构分类 |
1.2.4 有机/钙钛矿太阳能电池工作原理 |
1.2.5 太阳能电池的光伏参数 |
1.3 有机/钙钛矿太阳能电池活性层薄膜形貌调控研究进展 |
1.3.1 钙钛矿活性层形貌调控研究进展 |
1.3.2 有机活性层形貌调控研究进展 |
1.4 有机/钙钛矿太阳能电池中的界面调控研究进展 |
1.4.1 界面传输层材料研究进展 |
1.4.1.1 电子传输材料 |
1.4.1.2 空穴传输材料 |
1.4.2 界面能级结构 |
1.4.3 界面缺陷态及钝化 |
1.4.3.1 钙钛矿界面缺陷态的形成 |
1.4.3.2 界面缺陷态的钝化 |
1.4.4 光学界面微结构对半透明电池性能影响 |
1.5 本论文选题依据以及内容 |
第二章 基于两亲性富勒烯的梯度分布界面调控的钙钛矿太阳能电池 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 p-i-n型钙钛矿太阳能电池的制备 |
2.2.3 器件表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 PCBB-OEG的物理性能 |
2.3.2 PCBB-OEG掺杂钙钛矿薄膜的基本性能 |
2.3.4 平面p-i-n钙钛矿太阳能电池光伏性能 |
2.3.5 器件电荷传输性能研究 |
2.3.6 器件稳定性研究 |
2.3.7 基于PCBB-OEG分子界面工程制备高效高稳定性的钙钛矿太阳能电池 |
2.4 本章小结 |
第三章 有机半导体薄膜构筑能级梯度分布界面层及器件光伏性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 器件制备 |
3.2.3 器件表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 基于PBDB-T:ITIC薄膜构筑能级梯度分布 |
3.3.2 钙钛矿薄膜形貌研究 |
3.3.3 窄带隙钙钛矿太阳能电池器件性能研究 |
3.3.4 器件电荷传输性能研究 |
3.3.5 器件内部激子复合研究 |
3.3.6 PBDB-T:ITIC钝化机理研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 分子添加剂调控有序空穴传输层及器件光伏性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 器件制备 |
4.2.3 器件表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 BDT-Si的物理性能 |
4.3.2 HTL薄膜有序性表征 |
4.3.3 薄膜有序性对器件能级影响 |
4.3.4 钙钛矿薄膜生长 |
4.3.5 钙钛矿太阳能电池光伏性能研究 |
4.3.6 电荷传输性能研究 |
4.3.7 稳定性研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于布拉格介电镜的界面光学调控及其在半透明有机太阳能电池中的应用 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 器件制备 |
5.2.3 器件表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 Au/Ag复合电极性能研究 |
5.3.2 一维介电镜制备 |
5.3.3 半透明有机太阳能器件光伏性能研究 |
5.3.4 半透明有机太阳能器件光学性能能研究 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间论文的发表情况 |
致谢 |
(4)富勒烯C60取代体系(C59M及C58M’)的结构和非线性光学性质理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 富勒烯的发现 |
1.2 富勒烯的结构 |
1.3 富勒烯衍生物的研究进展 |
1.3.1 富勒烯笼内修饰衍生物 |
1.3.2 富勒烯笼外加成修饰衍生物 |
1.3.3 异质富勒烯 |
1.4 富勒烯及其衍生物的应用 |
1.5 非线性光学 |
1.5.1 非线性光学简介 |
1.5.2 非线性光学原理 |
1.5.3 非线性光学材料 |
1.6 本论文的主要研究内容 |
第二章 量子化学理论基础和计算方法 |
2.1 量子化学理论基础 |
2.1.1 薛定谔方程 |
2.1.2 波恩-奥本海默近似 |
2.1.3 哈特里-福克-罗特汉方程 |
2.1.4 单电子近似 |
2.2 非线性光学理论计算方法 |
2.2.1 导数法 |
2.2.2 完全态求和(SOS)方法 |
第三章 过渡金属取代的富勒烯的结构和非线性光学性质 |
3.1 前言 |
3.2 计算方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 几何结构分析 |
3.3.2 自然布居分析 |
3.3.3 线性及非线性光学性质 |
3.3.4 前线分子轨道 |
3.4 结论 |
第四章 异质富勒烯C_(58)M’(M’=Ir,Pt,Si和S)的非线性光学性质的理论研究 |
4.1 前言 |
4.2 计算方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 几何构型分析 |
4.3.2 电荷分布 |
4.3.3 第一超极化率 |
4.3.4 主要激发态的轨道跃迁 |
4.4 结论 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间公开发表论文及着作情况 |
(5)富勒烯衍生物载药体系的研究(论文提纲范文)
缩写词汇表 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 富勒烯衍生物的制备 |
1.2.1 共价连接法合成富勒烯水溶性材料 |
1.2.1.1 富勒烯磺酸衍生物的合成 |
1.2.1.2 富勒醇的合成 |
1.2.1.3 富勒烯羧酸衍生物的合成 |
1.2.1.4 富勒烯氨基酸衍生物及富勒烯多肽的合成 |
1.2.2 非共价法制备富勒烯水溶性材料 |
1.2.3 有机溶剂介导法制备富勒烯纳米水悬液 |
1.3 富勒烯衍生物在生物医药领域中的应用 |
1.3.1 作为药物载体使用 |
1.3.2 在光动力疗法中的应用 |
1.3.2.1 在抗肿瘤领域中的应用 |
1.3.2.2 在抑菌领域中的应用 |
1.4 阿霉素的研究进展 |
1.4.1 阿霉素的细胞毒性与给药机制 |
1.4.2 富勒烯及其衍生物负载阿霉素的研究 |
1.4.2.1 物理负载阿霉素 |
1.4.2.2 共价结合阿霉素 |
1.5 叶酸在给药系统中的应用 |
1.6 四氧化三铁纳米颗粒在给药系统中的应用 |
1.7 本课题的选题意义 |
1.8 本课题的研究内容 |
2 羧丙基富勒烯吡咯烷腙键阿霉素的研究 |
2.1 引言 |
2.2 羧丙基富勒烯吡咯烷腙键阿霉素(FP-DOX)的实验部分 |
2.2.1 主要试剂与实验仪器 |
2.2.2 合成路线及反应机理 |
2.2.2.1 羧丙基富勒烯吡咯烷腙键阿霉素的合成路线 |
2.2.2.2 反应机理 |
2.2.3 羧丙基富勒烯吡咯烷腙键阿霉素的合成 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 药物载体羧丙基富勒烯吡咯烷(FP-COOH)的选择 |
2.3.2 酰胺化反应条件的选择 |
2.3.3 反应过程的监测及合成物的提纯 |
2.3.4 产物的结构分析 |
2.3.4.1 产物的紫外全波长扫描 |
2.3.4.2 产物的红外光谱 |
2.3.4.3 产物的质谱 |
2.3.4.4 溶解度实验 |
2.3.4.5 DOX·HCL标准曲线中波长的选择 |
2.3.4.6 标准曲线的建立及载药率的测定 |
2.3.4.7 FP-DOX的 p H敏感性考察 |
2.4 讨论 |
3 叶酸负载的肿瘤给药系统(FP-FA/DOX)的研究 |
3.1 引言 |
3.2 药物载体(FP-FA)的实验部分 |
3.2.1 主要试剂与实验仪器 |
3.2.2 合成路线及反应机理 |
3.2.2.1 合成路线 |
3.2.2.2 反应机理 |
3.2.3 药物载体(FP-FA)的合成 |
3.2.4 结果与分析 |
3.2.4.1 FP-FA的紫外光谱 |
3.2.4.2 FP-FA的红外光谱 |
3.2.4.3 FP-FA的质谱 |
3.2.4.4 FP-FA的溶解度实验 |
3.3 肿瘤给药系统(FP-FA/DOX)的实验部分 |
3.3.1 药物载体(FP-FA)与盐酸阿霉素的复合 |
3.3.2 盐酸阿霉素浓度测定方法的建立 |
3.3.2.1 DOX紫外吸收波长的选择 |
3.3.2.2 溶剂的选择与标准曲线的绘制 |
3.3.2.3 准确度测定 |
3.3.2.4 精密度测定 |
3.3.3 药物载体(FP-FA)与阿霉素投料比的确定 |
3.3.4 FP-FA/DOX的紫外光谱 |
3.3.5 FP-FA/DOX的溶解度实验 |
3.3.6 FP-FA/DOX的体外释药研究 |
3.4 讨论 |
4 磁性纳米粒子四氧化三铁负载的肿瘤给药系统的研究 |
4.1 引言 |
4.2 四氧化三铁负载的肿瘤给药系统(FP-IONP-COOH/DOX)的实验部分 |
4.2.1 主要试剂与实验仪器 |
4.2.2 四氧化三铁负载的肿瘤给药系统(FP-IONP-COOH/DOX)的合成与制备 |
4.2.2.1 磁性药物载体(FP-IONP-COOH)的合成路线 |
4.2.2.2 四氧化三铁负载的肿瘤给药系统(FP-IONP-COOH/DOX)的制备 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 FP-IONP-COOH的红外光谱 |
4.3.2 FP-IONP-COOH的粒径与水溶性考察 |
4.3.3 FP-IONP-COOH纳米混悬液的磁性考察 |
4.3.4 磁性药物载体(FP-IONP-COOH)超顺磁性的测定 |
4.3.5 FP-IONP-COOH/DOX载药率的考察 |
4.3.6 产物的紫外光谱 |
4.3.7 四氧化三铁负载的肿瘤给药系统(FP-IONP-COOH/DOX)的体外释药研究 |
4.4 讨论 |
5 肿瘤给药系统纳米水悬液的制备与自由基效应的研究 |
5.1 引言 |
5.2 肿瘤给药系统纳米水悬液的实验部分 |
5.2.1 肿瘤给药系统纳米水悬液的配制 |
5.2.2 粒径与稳定性考察 |
5.3 肿瘤给药系统纳米水悬液对超氧阴离子自由基清除能力的研究 |
5.3.1 机理研究 |
5.3.2 主要试剂与实验仪器 |
5.3.3 超氧阴离子自由基的实验部分 |
5.3.3.1 各溶液的配制方法 |
5.3.3.2 邻苯三酚体系的制备 |
5.3.4 结果与分析 |
5.4 肿瘤给药系统纳米水悬液对羟基自由基清除能力的研究 |
5.4.1 机理研究 |
5.4.2 主要试剂与实验仪器 |
5.4.3 羟基自由基的实验部分 |
5.4.3.1 溶液的配制 |
5.4.3.2 黑暗条件下清除羟基自由基能力的考察 |
5.4.3.3 光照条件下生成羟基自由基能力的考察 |
5.4.4 结果与分析 |
5.4.4.1 纳米水悬液在黑暗条件下对羟基自由基清除能力的考察 |
5.4.4.2 纳米水悬液在光照条件下对羟基自由基生成能力的考察 |
5.5 讨论 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
致谢 |
(6)富勒烯芳胺类单加成衍生物的合成及其对硝化棉的安定作用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 安定剂的研究进展 |
1.1.1 硝酸酯炸药的分解机理 |
1.1.2 化学安定剂的结构与种类 |
1.1.3 传统安定剂的缺陷与不足 |
1.2 富勒烯的研究进展 |
1.2.1 太阳能电池 |
1.2.2 生物医药 |
1.2.3 含能助剂 |
1.2.4 自由基清除剂 |
1.3 课题研究目的与意义 |
1.4 论文的研究内容 |
2 富勒烯芳胺环丙烷衍生物的合成与结构表征 |
2.1 主要仪器与试剂 |
2.1.1 主要仪器 |
2.1.2 主要试剂 |
2.2 富勒烯芳胺环丙烷衍生物的合成 |
2.2.1 丙二酰胺衍生物的合成 |
2.2.2 富勒烯芳胺环丙烷衍生物的合成 |
2.3 结果和讨论 |
2.3.1 丙二酰胺衍生物的结构讨论 |
2.3.2 富勒烯芳胺环丙烷衍生物的结构讨论 |
2.4 本章小结 |
3 富勒烯芳胺吡咯烷衍生物的合成与结构表征 |
3.1 主要仪器与试剂 |
3.1.1 主要仪器 |
3.1.2 主要试剂 |
3.2 富勒烯芳胺吡咯烷衍生物的合成 |
3.2.1 N-芳基甘氨酸衍生物的合成 |
3.2.2 富勒烯芳胺吡咯烷衍生物的合成 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 N-芳基甘氨酸衍生物的结构讨论 |
3.3.2 富勒烯芳胺吡咯烷衍生物的结构讨论 |
3.3.3 富勒烯芳胺吡咯烷衍生物的晶体结构讨论 |
3.4 本章小结 |
4 富勒烯芳胺环丙烷衍生物对硝化棉的安定作用研究 |
4.1 主要仪器及试剂 |
4.1.1 主要仪器 |
4.1.2 主要试剂 |
4.2 硝化棉/富勒烯芳胺环丙烷安定剂混合样品的制备 |
4.3 富勒烯芳胺环丙烷衍生物对硝化棉的安定作用研究 |
4.3.1 甲基紫试纸试验 |
4.3.2 真空安定性试验 |
4.3.3 恒温热重试验 |
4.4 富勒烯芳胺环丙烷衍生物对硝化棉的安定机理研究 |
4.4.1 电子顺磁共振光谱试验 |
4.4.2 傅里叶红外光谱试验 |
4.4.3 液相色谱-质谱联用试验 |
4.5 本章小结 |
5 富勒烯芳胺吡咯烷衍生物对硝化棉的安定作用研究 |
5.1 主要仪器与试剂 |
5.1.1 主要仪器 |
5.1.2 主要试剂 |
5.2 硝化棉/富勒烯芳胺吡咯烷安定剂混合样品的制备 |
5.3 富勒烯芳胺吡咯烷衍生物对硝化棉的安定作用研究 |
5.3.1 差示扫描量热试验 |
5.3.2 甲基紫试纸试验 |
5.3.3 真空安定性试验 |
5.3.4 恒温热重试验 |
5.4 富勒烯芳胺吡咯烷衍生物对硝化棉的安定机理研究 |
5.4.1 电子顺磁共振光谱试验 |
5.4.2 傅里叶红外光谱试验 |
5.4.3 安定机理 |
5.5 本章小结 |
6 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(7)基于C60Cl6底物的富勒烯酚醚类衍生物合成及其对NC的安定性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 富勒烯简介 |
1.2.1 富勒烯的合成方法 |
1.2.2 富勒烯的笼内修饰 |
1.2.3 富勒烯的笼外修饰 |
1.3 安定剂研究现状 |
1.3.1 硝酸酯基推进剂的分解机理 |
1.3.2 安定剂的研究进展 |
1.4 课题的研究目的与意义 |
1.5 课题的主要研究内容 |
2 苯并呋喃富勒烯衍生物的合成与结构表征 |
2.1 主要仪器与试剂 |
2.1.1 主要仪器 |
2.1.2 主要试剂 |
2.2 苯并呋喃富勒烯衍生物的合成 |
2.2.1 六氯富勒烯与对乙氧基苯酚的反应 |
2.2.2 六氯富勒烯与对甲氧基苯酚的反应 |
2.2.3 六氯富勒烯与对乙基苯酚的反应 |
2.3 苯并呋喃富勒烯衍生物的结构表征 |
2.3.1 对乙氧基苯酚为底物反应产物结构表征 |
2.3.2 对甲氧基苯酚为底物反应产物结构表征 |
2.3.3 对乙基苯酚为底物反应产物结构表征 |
2.4 产物晶体结构及反应机理讨论 |
2.4.1 晶体结构讨论 |
2.4.2 反应机理讨论 |
2.5 本章小结 |
3 苯并吡喃富勒烯衍生物的合成与结构表征 |
3.1 主要仪器与试剂 |
3.1.1 主要仪器 |
3.1.2 主要试剂 |
3.2 苯并吡喃富勒烯衍生物的合成 |
3.2.1 六氯富勒烯与对乙氧基苄醇的反应 |
3.2.2 六氯富勒烯与对甲氧基苄醇的反应 |
3.2.3 六氯富勒烯与3,5-二甲氧基苄醇的反应 |
3.3 苄醇类富勒烯衍生物的结构表征 |
3.3.1 对乙氧基苄醇为底物反应产物结构表征 |
3.3.2 对甲氧基苄醇为底物反应产物结构表征 |
3.3.3 3,5-二甲氧基苄醇为底物反应产物结构表征 |
3.4 本章小结 |
4 富勒烯酚醚类衍生物的安定性能研究 |
4.1 主要仪器与试剂 |
4.1.1 主要仪器 |
4.1.2 主要试剂 |
4.2 功能富勒烯材料与硝化棉相容性研究 |
4.2.1 样品制备 |
4.2.2差热分析实验 |
4.3 功能富勒烯对硝化棉安定性能研究 |
4.3.1 样品制备 |
4.3.2 甲基紫试纸试验法 |
4.3.2 等温热失重法 |
4.4 功能富勒烯与氮氧自由基相互作用关系研究 |
4.5 本章小结 |
5 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 |
攻读硕士学位期间参加的学术活动 |
(8)不同拓扑结构噻吩基有机太阳能电池材料的设计合成与性能(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 有机太阳能电池介绍 |
1.2 有机太阳能电池工作原理 |
1.2.1 太阳光吸收过程 |
1.2.2 激子的扩散 |
1.2.3 电荷转移以及分离 |
1.2.4 电荷的传输以及收集 |
1.2.5 有机太阳能电池的参数 |
1.3 有机太阳能电池器件结构及其制备 |
1.3.1 单层有机太阳能电池 |
1.3.2 双层异质结有机太阳能电池 |
1.3.3 本体异质结有机太阳能电池 |
1.3.4 分子D-A结有机太阳能电池 |
1.3.5 三元共混有机太阳能电池 |
1.3.6 叠层结构有机太阳能电池 |
1.4 有机太阳能电池活性层材料 |
1.4.1 有机太阳能电池给体材料 |
1.4.2 有机太阳能电池受体材料 |
1.4.3 同质双极D-A结材料 |
1.4.4 有机无机杂化材料 |
1.5 本论文研究思路、研究内容及创新点 |
1.6 参考文献 |
第二章 星型小分子给体材料的合成以及器件表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料及仪器 |
2.2.2 合成与表征 |
2.2.3 器件制备 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 光物理与电化学性质 |
2.3.2 太阳能电池给体材料器件表征 |
2.3.3 活性层物理性质 |
2.4 本章小结 |
2.5 参考文献 |
第三章 端基修饰小分子受体材料的合成及器件表征 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料及仪器 |
3.2.2 合成与表征 |
3.2.3 OPV器件制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 光物理与电化学性质 |
3.3.2 太阳能电池器件表征 |
3.4 本章小结 |
3.5 参考文献 |
第四章 结晶性小分子受体材料的合成以及器件表征 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原理与仪器 |
4.2.2 合成与表征 |
4.2.3 器件制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 光物理与电化学性质 |
4.3.2 有机太阳能电池器件 |
4.3.3 活性层物理性质 |
4.4 本章小结 |
4.5 参考文献 |
第五章 基于小分子受体材料的三元共混太阳能电池 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 材料结构、光谱以及电化学性质 |
5.2.2 实验材料 |
5.2.3 器件的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 有机太阳能电池器件性能 |
5.3.2 活性层物理性质 |
5.3.3 迁移率以及光强依赖性研究 |
5.4 本章小结 |
5.5 参考文献 |
第六章 基于星型小分子受体材料的合成及器件制备 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验原料及仪器 |
6.2.2 合成与表征 |
6.2.3 器件制备 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 光物理与电化学性质 |
6.3.2 器件性能 |
6.3.3 活性层物理性质 |
6.4 本章小结 |
6.5 参考文献 |
第七章 总结与展望 |
附录1 核磁与质谱 |
附录2 攻读博士学位期间撰写的论文和专利 |
附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
致谢 |
(9)方酸菁半导体材料的设计合成及其在光伏器件中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 有机太阳能电池简介 |
1.2.1 有机太阳能电池的器件结构与参数 |
1.2.2 有机太阳能电池的制备工艺 |
1.2.3 有机太阳能电池的研究进展 |
1.3 钙钛矿太阳能电池简介及非掺杂空穴传输层的研究进展 |
1.3.1 钙钛矿太阳能电池简介 |
1.3.2 钙钛矿太阳能电池中非掺杂空穴传输材料的研究进展 |
1.4 方酸菁结构性能简介及其在有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池中的应用 |
1.4.1 方酸菁的结构及性能 |
1.4.2 方酸菁在有机太阳能电池中的研究进展 |
1.4.3 方酸菁在钙钛矿太阳能电池中的研究进展 |
1.5 本论文的研究思路 |
2 不对称方酸菁小分子的设计合成及光电性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂及仪器 |
2.2.2 合成路线及步骤 |
2.2.3 器件制备及表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 合成及表征 |
2.3.2 单晶X射线衍射解析 |
2.3.3 紫外-可见-近红外吸收光谱分析 |
2.3.4 电化学性质 |
2.3.5 热稳定性分析 |
2.3.6 有机场效应管性能研究 |
2.3.7 有机太阳能电池器件性能研究 |
2.4 本章小结 |
3 “蝴蝶型”方酸菁二聚体的设计合成及光伏性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料及方法 |
3.2.2 合成路线及步骤 |
3.2.3 器件制备及表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 合成及表征 |
3.3.2 光物理性质分析 |
3.3.3 密度泛函理论计算分析 |
3.3.4 分子排列分析 |
3.3.5 有机太阳能电池性能研究 |
3.4 本章小结 |
4 准二维方酸菁聚合物的设计合成及光伏性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料及方法 |
4.2.2 合成路线及步骤 |
4.2.3 器件制备及表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 合成及表征 |
4.3.2 光物理性质分析 |
4.3.3 密度泛函理论计算分析 |
4.3.4 有机太阳能电池性能研究 |
4.3.5 反式钙钛矿太阳能电池器件性能研究 |
4.4 本章小结 |
5 二维共轭型方酸菁聚合物的设计合成及在富勒烯/非富勒烯太阳能电池中的应用 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验材料及方法 |
5.2.2 合成路线及步骤 |
5.2.3 器件制备及表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 合成及表征 |
5.3.2 光物理性质分析 |
5.3.3 密度泛函理论计算分析 |
5.3.4 富勒烯类有机太阳能电池的性能研究 |
5.3.5 非富勒烯类有机太阳能电池的性能研究 |
5.4 本章小结 |
6 方酸菁聚合物的设计合成及作为非掺杂空穴传输材料在全无机钙钛矿太阳能电池中的应用 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验材料及方法 |
6.2.2 合成路线及步骤 |
6.2.3 器件制备及表征 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 合成及表征 |
6.3.2 方酸菁与Pb2+的作用研究 |
6.3.3 光物理性质分析 |
6.3.4 密度泛函理论计算分析 |
6.3.5 空穴迁移率测试 |
6.3.6 聚合物堆积行为研究 |
6.3.7 钙钛矿太阳能电池器件性能研究 |
6.4 本章小结 |
7 总结及展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士期间发表及待发表的论文 |
附录2 符号缩写、化合物的单晶数据及核磁谱图 |
(10)铜盐参与的[60]富勒烯阳离子的反应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 富勒烯阳离子中间体的早期研究 |
1.3 生成[60]富勒烯阳离子中间体的一般策略 |
1.3.1 有机[60]富勒烯阳离子的生成 |
1.3.2 [60]富勒烯自由基阳离子的生成 |
1.4 金属盐促进的富勒烯阳离子中间体的反应 |
1.4.1 三氯化铝促进的富勒烯阳离子中间体的反应 |
1.4.2 三氯化铁促进的富勒烯阳离子中间体的反应 |
1.4.3 二价铜盐促进的富勒烯阳离子中间体的反应 |
1.5 其它涉及富勒烯阳离子中间体的反应 |
1.6 总结与期望 |
参考文献 |
第二章 铜盐促进的[60]富勒烯阳离子与芳基硼酸的分子间的反应 |
2.1 引言 |
2.2 实验结果与讨论 |
2.3 实验部分 |
2.3.1 富勒烯氢的合成及波谱数据 |
2.3.2 富勒烯二聚体的合成 |
2.3.3 产物的合成与波谱数据 |
2.3.4 反向钙钛矿太阳能电池的制造工艺 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 芳基富勒烯阳离子促进的四氢萘[60]富勒烯衍生物的合成 |
3.1 引言 |
3.2 实验结果与讨论 |
3.3 实验部分 |
3.3.1 富勒烯氢的合成及波谱数据 |
3.3.2 富勒烯二聚体的合成 |
3.3.3 产物的合成与波谱数据 |
3.3.4 溶解度的测试 |
3.3.5 电化学测试 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 芳基富勒烯阳离子促进的五元全碳环[60]富勒烯衍生物的合成 |
4.1 引言 |
4.2 实验结果与讨论 |
4.3 实验部分 |
4.3.1 富勒烯氢的合成及波谱数据 |
4.3.2 富勒烯二聚体的合成 |
4.3.3 产物的合成与波谱数据 |
4.3.4 电化学测试 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
实验仪器及试剂 |
实验仪器 |
有机溶剂 |
有机试剂 |
无机试剂及其它 |
新化合物数据一览表 |
发表论文列表 |
致谢 |
四、富勒烯及富勒烯衍生物的质谱研究进展(论文参考文献)
- [1]基于环对苯撑类π延伸共轭碳纳米环结构的合成及性质研究[D]. 黄强. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [2]富勒烯与酯类化合物反应的研究[D]. 李聃. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [3]有机/钙钛矿太阳能电池中的界面精确调控及其光伏性质研究[D]. 许桂英. 苏州大学, 2020(06)
- [4]富勒烯C60取代体系(C59M及C58M’)的结构和非线性光学性质理论研究[D]. 刘硕. 东北师范大学, 2020(02)
- [5]富勒烯衍生物载药体系的研究[D]. 王莹. 郑州大学, 2020(02)
- [6]富勒烯芳胺类单加成衍生物的合成及其对硝化棉的安定作用研究[D]. 李广. 西南科技大学, 2020(08)
- [7]基于C60Cl6底物的富勒烯酚醚类衍生物合成及其对NC的安定性能研究[D]. 丁玲. 西南科技大学, 2020(08)
- [8]不同拓扑结构噻吩基有机太阳能电池材料的设计合成与性能[D]. 汪洋. 南京邮电大学, 2018(03)
- [9]方酸菁半导体材料的设计合成及其在光伏器件中的应用[D]. 肖奇. 华中科技大学, 2019(01)
- [10]铜盐参与的[60]富勒烯阳离子的反应研究[D]. 杨校宇. 中国科学技术大学, 2019(02)
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