基于TiO2/多壁碳纳米管复合光阳极和SnO2/多壁碳纳米管非铂对电极的染料敏化太阳能电池电子传输的改善EI北大核心CSCD

为了提高TiO2光阳极的电子传输速率,在TiO2中负载了多壁碳纳米管(MWCNTs)。采用溶胶–凝胶水热法制备了TiO2/MWCNTs复合溶胶,利用电流体动力学方法制备了均匀的TiO2/MWCNTs复合薄膜,并用TiCl4对薄膜进行了优化。用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和紫外可见吸收光谱仪对样品进行了表征分析。利用电化学阻抗谱和电流密度–电压曲线分析了基于TiO2/MWCNTs复合光阳极和SnO2/MWCNTs对电极的染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电性能。结果表明,MWCNTs的加入极大地加速了电子在薄膜中的传输,减少了电子与氧化态染料和I3–的复合;基于CNT-0.12(质量分数0.12%)复合光阳极的DSSC性能最佳(VOC=0.70 V,JSC=13.0 m A/cm2,ηFF=0.64,η=5.80%),与基于纯TiO2光阳极的DSSC(η=4.44%)相比,能量转换效率提高了30.6%。     

含芴酮桥基纯有机光敏染料的合成及性能

设计合成了以芴酮为π桥基的纯有机光敏染料BFA,并利用高分辨质谱(HRMS)、核磁共振氢谱(1HNMR)及核磁共振碳谱(13CNMR)对其结构进行了表征。研究了该染料的光物理和电化学性质,并将其应用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)的制作中。在100 mW/cm2(AM 1.5)模拟太阳光的照射下,由其所制作的敏化太阳能电池的光电转换效率为2.51%;开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、填充因子(FF)分别为0.73 V、4.46 mA/cm2和0.77。     

Fe-MEL分子筛催化剂的制备及其催化脱色

按摩尔比SiO2:TBAOH(四丁基氢氧化铵):H2O=1:0.35:53水热合成了MEL分子筛,并以机械研磨法制备了Fe-MEL分子筛催化剂,对其进行了表征,研究了其催化H2O2降解染料废水的性能,考察了染料废水初始浓度、pH值、催化剂投加量、H2O2用量、反应时间对降解效果的影响. 结果表明,在染料浓度30 mg/L及pH 6、催化剂投加量3.75 g/L和30%(w) H2O2加入量37.5 mL/L、反应时间2.5 h的优化条件下,染料废水脱色率达97.8%.     

ZnO/SnO2复合膜敏化太阳电池的研究

采用溶胶-水热法制备了平均径拉为30nmZnO/SnO2复合胜,利用XRD,SEM对其晶相组成及表面形貌进行了表征.以N3染料作为光敏化剂,制备了染料敏化ZnO/SnO2复合膜太阳电池,光电测试结果表明:模拟太阳光下(100mW·cm-2),当物质的量比为nZnO:nSoO2-2时,其开路电压620mV,短路电流14.53mA/cm2,填充因子0.583,总光电转化效率为5.25%.并分析了膜结构及组成对光电性能的影响.     

基于TiO_2/多壁碳纳米管复合光阳极和SnO_2/多壁碳纳米管非铂对电极的染料敏化太阳能电池电子传输的改善（英文）

为了提高TiO_2光阳极的电子传输速率,在TiO_2中负载了多壁碳纳米管(MWCNTs)。采用溶胶–凝胶水热法制备了TiO_2/MWCNTs复合溶胶,利用电流体动力学方法制备了均匀的TiO_2/MWCNTs复合薄膜,并用TiCl_4对薄膜进行了优化。用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和紫外可见吸收光谱仪对样品进行了表征分析。利用电化学阻抗谱和电流密度–电压曲线分析了基于TiO_2/MWCNTs复合光阳极和SnO_2/MWCNTs对电极的染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电性能。结果表明,MWCNTs的加入极大地加速了电子在薄膜中的传输,减少了电子与氧化态染料和I_3~–的复合;基于CNT-0.12(质量分数0.12%)复合光阳极的DSSC性能最佳(V_(OC)=0.70 V,J_(SC)=13.0 m A/cm~2,η_(FF)=0.64,η=5.80%),与基于纯TiO_2光阳极的DSSC(η=4.44%)相比,能量转换效率提高了30.6%。     

含对硝基苯受体纯有机光敏染料的合成及性能

设计合成了两个以对硝基苯为受体的纯有机光敏染料(2Z,4E)-5-[4-(二苯基氨基)苯基]-4-(4-硝基苯基)-2-氰基戊-2,4-二烯酸(S-TPNC)和(2Z,4E)-5-{4-[(E)-4-(二苯基氨基)苯乙烯基]苯基}-4-(4-硝基苯基)-2-氰基戊-2,4-二烯酸(L-TPNC),并用HRMS、1HNMR及13CNMR对其结构进行了表征。研究了两个染料的光物理和电化学性质,并将其应用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)的制作中。在100 mW/cm2(AM 1.5)模拟太阳光的照射下,由染料L-TPNC所制作的敏化太阳能电池的光电转化效率为1.59%;开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、填充因子(FF)分别为0.65 V、3.49 mA/cm2和0.70。而在同等条件下,由染料S-TPNC所制作的染料敏化电池光电转化效率为1.23%。     

功能性三甲川菁染料的合成及其光电性质研究

设计合成了三种三甲川吲哚菁染料,其中2种染料含有活性官能团羧基,采用高分辨质谱、核磁1H、元素分析等方法对染料Cyb3的结构进行了表征。染料在溶剂中,随着溶剂极性的增强,最大吸收及发射波长都减小,呈弱的负向化显色效应。测试了染料Cyb3在甲醇溶液中的循环伏安曲线,通过Cyb3染料的氧化还原电位值和吸收光谱截止波长,计算出染料的最低激发态能级和TiO2的导带匹配,染料给出电子而被氧化的驱动力是1.35 eV。     

苯并吲哚二碳菁染料的合成及性质研究

为合成了2种新型的多甲川链上含氯取代的对称型苯并吲哚二碳菁染料,通过紫外-可见光谱、红外光谱、氢核磁共振谱和质谱对所得产物进行了表征。用紫外-可见光谱仪研究了溶剂、温度及光照时间对这2种染料吸收光谱的影响。结果表明,随着溶剂折射率n的增大,2种染料的最大吸收波长均有一定的红移;与阴离子为p-CH3C6H4SO3-的染料比较,阴离子为PF6-的染料具有较大的摩尔消光系数[λmax=676 nm,ε=2.45×105mol/(L.cm)]和良好的光、热稳定性。为合成稳定的、性能优良的光存储介质提供了实验基础。     

氟化硼络合喹啉咪唑染料的制备和光谱性能

以2-甲基喹啉为原料,经4步合成了氟化硼络合喹啉咪唑类荧光染料,通过1HNMR、13CNMR、MS对其结构进行了表征。考察了该染料在不同溶剂、不同浓度及固态的紫外、荧光性质。结果表明,该含喹啉咪唑类〔boron2-(2-quinoline)imidazole〕染料在极性溶剂(甲醇)中的Stokes位移为134 nm,荧光量子产率为0.1;在非极性溶剂(正己烷)中的Stokes位移为66 nm,荧光量子产率为0.468。     

新型酞菁催化剂的制备及降解染料性能

大规模降解中性条件下的染料废水是染料废水处理的难点之一。设计、制备了新型羟基取代酞菁钴（CoTHPc）催化剂,对结构进行了表征。使用Siesta软件模拟了CoTHPc与酸性红G（AR1）结合的能量变化,并以氨基酞菁钴（CoTAPc）为参照。结果表明：中性条件下CoTHPc对AR1的吸附能力优于CoTAPc,CoTAPc与AR1的结合能力在氢氧根离子协助下大幅提升。研究了不同pH、温度、氧化剂浓度、自由基抑制剂等条件对CoTHPc/H₂O₂体系性能的影响。实验结果显示：CoTHPc最佳催化条件为pH=7.0、T=343 K、20 mmol/（L H₂O₂）,CoTAPc最佳催化条件为pH=10、T=354 K、50 mmol/（L H₂O₂）,与计算结果相符。CoTHPc/H₂O₂为非羟基自由基催化机理。综上所述：CoTHPc/H₂O₂催化体系能够在中性条件下发挥催化功能,对降解成分复杂的印染废水具有较好的应用前景。     

以ZIF-8为前驱体制备ZnO-TiO2复合材料及其敏化太阳能电池性能的研究

通过硝酸锌与2-甲基咪唑反应制备沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8),利用钛酸正四丁酯在ZIF-8表面水解得到ZIF/TiO2复合材料。在空气气氛中于不同温度条件下对ZIF/TiO2复合材料进行热处理得到不同的ZnO/TiO2复合材料,并应用于DSSC的光阳极,测试电池的光电流-光电压特征曲线,对测试结果进行分析。结果表明:不同ZnO/TiO2复合材料为光阳极材料制备的DSSC,光电转换效率与直接热处理制备的ZnO单相材料相比有了显著提高,其中热处理温度为600℃时,材料具备最高的光电转换效率,为3.69%,比直接热处理制备的ZnO单相材料0.78%的光电转换效率提高了373%,说明加入TiO2制备复合材料可以大幅度提高ZnO基DSSC的光电性能。     

天然染料在染料敏化太阳能电池中的研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSCs)为无机固态光伏电池提供了可靠的可代替概念。染料敏化太阳能电池的光电转换效率主要依赖于纳米晶多孔半导体TiO2薄膜电极的染料。由于天然染料的低成本和工艺制备简单的优点,天然染料作为敏化剂已成为DSSC研究热点。作为DSSC的敏化剂的天然染料,如花青素类、胡萝卜素类、叶绿素类、类黄酮,可从不同植物不同部分提取出。主要介绍和讨论天然敏化剂的发展和实用化必须解决的关键问题。     

染料敏化太阳能电池的研究进展

综述了染料敏化太阳能电池的研究背景和发展过程,包括了光阳极、光敏染料和电解质的研究进展,详细阐述了该电池国内外各项关键技术的实验和产业化研究最新成果,着重分析了染料敏化太阳电池的未来发展趋势,并展望了该电池的应用前景。     

染料敏化太阳能电池光阳极的研究进展

介绍了染料敏化太阳能电池(DSSC)的主要结构和基本原理,着重阐述了染料敏化太阳能电池光阳极的最新研究结果,并对几种不同光阳极的优缺点进行了详细的描述。文章指出具有高的比表面积、电荷的快速传输通道以及优越的抑制电荷复合性能的多孔膜是未来DSSC电池光阳极的主要发展方向。     

吡啶盐染料DEHSPI的合成、结构与光物理性质

合成了一种新型吡啶盐染料4-［4-（N,N-二乙胺基）-2-羟基-苯乙烯基］-N-甲基吡啶碘盐（DEHSPI〖HTSS〗）。用X射线衍射方法测定了其晶体结构,DEHSPI单晶属于单斜晶系,C2/c空间群。晶胞参数：a=3.5970（4）nm,b=1.16270（15）nm,c=2.2081（3）nm,β=114.341（7）°,V=8.4139（18）nm3,Z=8,F（000）=3632,μ=1.536 mm-1,Dc=1.417 g·cm-3,R=0.0501。DEHSPI〖HTSS〗与没有羟基取代化合物的晶体结构分析比较发现,分子中2-羟基基团的存在提高了分子阳离子骨架的平面性。研究了它在不同溶剂和聚合物浸泡的溶胶-凝胶复合玻璃基质中的光物理性质,发现在复合玻璃基质中的荧光强度相对于溶液中大大增强,即使掺杂浓度较高时也没有因生成分子的聚集体而发生明显的荧光猝灭,材料的稳定性提高。     

大小颗粒Ti02复合制备纳晶薄膜电极及其性能研究

选用大小粒径分别为200nm和21nm的TiO2颗粒,采用刮涂法制备了几种不同条件的TiOz薄膜电极,研究了大小颗粒Ti02的复合方式和质量比对其所组装染料敏化太阳能电池光电性能的影响。应用红外吸收光谱仪和扫描电子显微镜对Ti02薄膜电极进行了表征,在100mW／cm^2（AM1．5G）光照下,测试了电池的光电性能。结果表明：将大颗粒Ti02作为光散射层,且大颗粒Ti02和小颗粒Ti02质量比为1：3时,所制薄膜不但可以保持纳米粉体高比表面积的优点,同时可以提高对太阳光的散射率,用其组装的电池光电性能最好,转换效率达到2．46％。     

铁矿石光催化氧化法降解染料中间体废水

以铁矿石为催化剂,高压汞灯作光源,对染料中间体间氯甲苯工业废水进行光催化法降解实验研究。考察了铁矿石用量、H_2O_2用量、pH值、反应时间等因素对降解效果的影响。结果表明:铁矿石/UV/H_2O_2体系能有效快速地降低废水中的COD_(Cr),并得出了最佳降解条件:铁矿石用量为2.00g·L~(-1)、30%的H_2O_2用量φ(H_2O)=0.8%、pH=3.0,经紫外光光照6h后,废水的COD_(Cr)从2292mg·L~(-1)降到599mg·L~(-1),去除率达到73.87%。     

Novel hollow mesoporous 1D TiO2 nanofibers as photovoltaic and photocatalytic materials

Hollow mesoporous one dimensional (1D) TiO(2) nanofibers are successfully prepared by co-axial electrospinning of a titanium tetraisopropoxide (TTIP) solution with two immiscible polymers; polyethylene oxide (PEO) and polyvinylpyrrolidone (PVP) using a core-shell spinneret, followed by annealing at 450 °C. The annealed mesoporous TiO(2) nanofibers are found to having a hollow structure with an average diameter of 130 nm. Measurements using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method reveal that hollow mesoporous TiO(2) nanofibers possess a high surface area of 118 m(2) g(-1) with two types of mesopores; 3.2 nm and 5.4 nm that resulted from gaseous removal of PEO and PVP respectively during annealing. With hollow mesoporous TiO(2) nanofibers as the photoelectrode in dye sensitized solar cells (DSSC), the solar-to-current conversion efficiency (η) and short circuit current (J(sc)) are measured as 5.6% and 10.38 mA cm(-2) respectively, which are higher than those of DSSC made using regular TiO(2) nanofibers under identical conditions (η = 4.2%, J(sc) = 8.99 mA cm(-2)). The improvement in the conversion efficiency is mainly attributed to the higher surface area and mesoporous TiO(2) nanostructure. It facilitates the adsorption of more dye molecules and also promotes the incident photon to electron conversion. Hollow mesoporous TiO(2) nanofibers with close packing of grains and crystals intergrown with each other demonstrate faster electron diffusion, and longer electron recombination time than regular TiO(2) nanofibers as well as P25 nanoparticles. The surface effect of hollow mesoporous TiO(2) nanofibers as a photocatalyst for the degradation of rhodamine dye was also investigated. The kinetic study shows that the hollow mesoporous surface of the TiO(2) nanofibers influenced its interactions with the dye, and resulted in an increased catalytic activity over P25 TiO(2) nanocatalysts.     

Enhancing the performance of dye-sensitized solar cells based on an organic dye by incorporating TiO2 nanotube in a TiO2 nanoparticle film

The photoelectrochemical properties of a high molar extinction coefficient charge transfer organic dye containing thienylfluorene segment called FL, and the effect of incorporating TiO₂ nanotube (TiNT) in TiO₂ nanoparticle film along with the above dye on the photovoltaic performance of dye-sensitized solar cells (DSSCs) were investigated. The influence of soaking time of the TiO₂ electrode in dye solution and the effect of varying its concentration, on the solar cell efficiency was also studied. Cyclic voltammetric (CV) analysis revealed the linear relationship between the anodic peak current and the scan rate, indicating a surface-confined diffusion process.The surface morphology of TiNT was characterized using SEM, TEM and XRD. The open-circuit voltage (V_OC) of the DSSC increased with the increase in the wt% of TiNT and shows optimal value at about 5 wt%, which is correlated with the suppression of the electron recombination as found out from the electron lifetime studies.The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technique was employed to quantify the charge transport resistance (R_ct) and electron lifetime under different ratios of the TiNT/nanoparticle. The electron lifetimes of the DSSCs based on FL and N3 dye were very close to one another and the DSSC based on the FL showed respectable photovoltaic performance of ca. 7.8% under the light intensity of 100 mW cm⁻² (AM 1.5G).     

阳离子染料可染涤纶纤维的染色工艺

从染色工艺方面对阳离子可染改性涤纶的染色性能进行了研究。通过逐次改变单一因素保持其他因素不变的方法进行对比试验,测定各实验组纤维上染百分率,并进一步探讨了染料用量、酸度、助剂用量和时间对染色性能的影响。得出阳离子染改性涤纶的最佳染色工艺为：染料用量0.5%（owf）,匀染剂1227用量0.5%（owf）,醋酸钠用量1.0%（owf）,pH值3.5～4.5,保温温度100℃,保温时间60 min,浴比30∶1。