含长碳链富勒烯衍生物的制备与表征

为了改善有机太阳能电池的光电特性,本文设计一种溶解性良好的富勒烯衍生物作为电池的受体材料。以对苯二酚和溴代正辛烷为原料制备对辛烷氧基苯酚中间体,再与丙二酸环亚异丙酯反应合成丙二酸单酯,进一步与十二醇酯化合成不对称丙二酸双酯,最后与富勒烯(C60)进行Bingel反应制备了含长碳链的富勒烯衍生物目标物,该化合物结构与电化学性质完全被表征。     

富勒烯衍生物的制备及其表征

最近太阳能利用技术的快速发展,推动了新材料的研发,特别是在有机聚合物活性材料领域,制备出各种电子供体和受体材料。本研究开发了一条简单的路线,可合成出系列的有机受体材料(富勒烯衍生物),通过利用活性的丙二酸亚异丙酯为起始原料,与对甲氧基苯酚进行酯化反应,高收率的制备了丙二酸对甲氧基苯酚单酯中间体;进一步与含羟基化合物反应(以叔丁醇为例),生成不对称的丙二酸双酯,最后与富勒烯C60进行Bingel反应制备富勒烯衍生物,其电化学性质被表征。     

有机太阳能电池用受体材料的制备

本研究对富勒烯C60进行化学改性,合成的材料用于聚合物太阳能电池的受体材料。首先以对苯二酚和溴代正辛烷为起始原料,制备出对辛烷氧基苯酚,再与丙二酸亚异丙酯进行酯化反应,合成不对称性的丙二酸单酯,并进一步与含羟基化合物反应,生成不对称丙二酸双酯,最后与富勒烯C60进行Bingel反应制备出含长碳链的富勒烯衍生物。作为潜在的光电材料,其光电特性经CV和UV表征。     

基于稠环核的非富勒烯受体材料的光伏研究进展

有机太阳能电池因其生产成本低廉、质轻、易于大面积制备等明显优势,近年来已成为发展最为迅速的研究领域之一。其中,活性层材料是有机太阳能电池研究的基础和关键。在过去几十年当中,富勒烯及其衍生物一直是有机太阳能电池的重要研究方向,但其众多缺点限制了光伏性能的进一步提升。非富勒烯受体材料因分子结构、能级可调,近年,结构新颖、性能优异的非富勒烯受体材料相继被开发出来,掀起了有机太阳能电池领域的又一个研究热潮。通过对近几年基于引达省并二噻吩(ITIC类)受体和基于苯并噻二唑(Y6类)的发展进行综述,并在此基础上,对ITIC类和Y6类有机太阳能电池的研究进行了进一步讨论及展望,以期为未来非富勒烯受体材料的结构设计与优化提供参考思路。     

N-甲基-2-（4’-双噻吩基）-[60]富勒烯吡咯烷的合成及荧光特征

合成了N-甲基-2-(4'-双噻吩基)-[60]富勒烯吡咯烷,以1H NMR,13C NMR,FTIR,FAB-MS和UV进行了结构表征.测量其在甲苯溶液中的荧光发射光谱,并在此最大发射波长下测得其荧光寿命为6.03 ns,而C60在室温的荧光寿命大约是1.2 ns.表明N-甲基-2-(4'-双噻吩基)-[60]富勒烯吡咯烷在激光激发下,加成基团双噻吩环与母体C60之间发生了分子内能量转移和电荷传递,有可能产生长寿命的电荷分离态,为下一步制备聚噻吩富勒烯及太阳能电池的组装提供了光电等基本参数.     

齐聚噻吩/C60双电缆共聚物的合成及结构表征

可溶性聚噻吩和富勒烯(主要是C60)及其衍生物,是聚合物太阳能电池中被广泛使用的给体和受体材料[1~3],二者之间的相容性和富勒烯的聚集效应是影响光电转换效率的主要因素[4]。本文中,用Suzuki偶联法逐步合成噻吩的齐聚物,并通过氮卡宾反应将富勒烯和齐聚噻吩用共价键键接在一起,得到单一分子量分布的齐聚噻吩/C60共聚物,可实现分子水平的相连续结构。另外,通过1H-NMR、MALDI-ToF MS手段对其结构进行表征,通过循环伏安测试表征噻吩单元和C60在基态并无相互作用,紫外可见吸收光谱表明在300-500nm处有一个明显的吸收带。     

聚噻吩衍生物的合成及改性研究

首先利用Kumada反应合成了3种噻吩单体,即3-丁基噻吩、3-苯基噻吩和3-十六烷基噻吩;然后采用三氯化铁(FeCl3)氧化法合成了对应的3种聚噻吩;最后将3种聚噻吩与富勒烯(C60)进行溶液复合,得到了光电性能和溶解性能俱佳的聚噻吩/C60复合材料。采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热失重分析(TGA)和伏安循环(CV)曲线等方法对聚噻吩及其复合材料的化学结构、溶解性能、热性能和电性能等进行了表征,并探讨了不同噻吩取代基对聚合物分子链共轭效应的影响规律。结果表明:3种改性聚噻吩具有良好的溶解性、耐热性和导电性;C60在3种改性聚噻吩中分散性良好,并使聚噻吩的电导率提高了10个数量级左右,其中聚3-十六烷基噻吩/C60复合材料的电化学能隙为1.70eV。     

PBDB-T∶ITIC基有机太阳能电池活性层制备工艺的优化

使用由聚合物供体聚([2,6’-4,8-双-((2-乙基己基)-噻吩-5-基)苯并[1,2-b;3,3-b]二噻吩]-alt-[Chemicalbook1,3-双-(噻吩-5基)-5,7-双-(2-乙基己基)苯并[1,2-c∶4,5-c’]二噻吩-4,8-二酮])(PBDB-T)和非富勒烯受体3,9-双(2-亚甲基-(3-(1,1-二氰基亚甲基)-茚满酮)-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,-d∶2’,3’-d’]-S-茚满并[1,2-b∶5,6-b’]二噻吩(ITIC)组成的活性层材料,通过从转速,溶液浓度和给受体配比等方面调控活性层的制备工艺,来提高电池的光电转化效率。活性层制备工艺的优化使器件的效率提高了10.67%。     

有机光电高分子材料研究热点和前沿分析

基于基本科学指标数据库（ESI）的高被引论文,通过热点文献、CiteSpace分析工具得到的热点关键词对应的文献分析,得出有机光电高分子材料主要关注点为有机太阳能电池。有机太阳能电池的研究热点为：高性能活性层材料的设计合成;高性能界面材料的设计合成及其界面调控性能的研究;电池器件中有机半导体活性层表界面的可控掺杂;有机太阳能电池活性层能量损失研究。通过高被引论文的共被引分析,关键词突变探测技术和算法对词频的变动趋势分析,得出有机光电高分子领域最新关注前沿：高效太阳能电池的制备;非富勒稀受体的研究;有机半导体材料的设计合成;结构-性能研究;加工及应用性能。有机光电高分子材料研究活跃的前沿领域：高效全聚合物太阳能电池;三元有机太阳能电池;高效的倒置型太阳能电池;超高迁移率的透明有机薄膜晶体管;高迁移率场效应晶体管;二维共轭聚合物;聚合物半导体等。有机太阳能电池研究前沿主题演化趋势：从聚噻吩给体体系——新型给体-受体体系;单层——双层——本体异质结电池结构;富勒烯受 体——非富勒烯受体;高效及稳定性器件发展。本文创新性地将文献计量分析方法同文献具体内容分析相结合,通过大量的高质量文献内容分析,使得出的研究热点和前沿更具体和接近实际情况,为相关科研人员提供有益参考。     

单硫代丙二酸酯在有机催化不对称反应中的应用

近年来，单硫代丙二酸酯作为亲核活性增强的丙二酸酯类似物，在不对称有机小分子催化反应中得到了很好的应用，实现了一些普通丙二酸酯无法实现的反应。本文综述2012年至今，单硫代丙二酸酯的合成方法及其参与的有机小分子催化不对称反应的研究进展。     

阿魏酸的合成及抗氧化性能的研究

以香草醛和丙二酸为原料、乙酸铵为催化剂、DMF为溶剂、苯为带水剂,合成了阿魏酸。在V（苯）∶V（DMF）=2∶1、乙酸铵用量为6%（以香草醛质量计）、n（香草醛）∶n（丙二酸）=1∶1.4、反应时间为4h的优化条件下,阿魏酸产率达到71.02%。阿魏酸的抗氧化性实验结果表明,阿魏酸对食用油脂有一定的抗氧化能力,其在油脂中的抗氧化能力优于维生素E。     

对甲苯磺酸铜催化合成丙二酸二乙酯

以丙二酸和乙醇为原料,采用甲苯磺酸铜作催化剂合成丙二酸二乙酯。考察了催化剂用量、酸醇物质的量比、带水剂用量以及反应时间等因素对收率的影响。确定最佳酯化反应条件:n(丙二酸)=0.1 mol,n(乙醇)=0.3 mol,对甲苯磺酸铜1.0 g,带水剂环己烷20 mL,反应时间60 min。收率可达93.3%。     

香料己烯酸的合成研究

以丙二酸和正丁醛为原料,在催化剂作用下,利用缩合反应合成己烯酸,采用FT—IR、GC—MS对产物进行了分析,鉴定存在己烯酸α-和β-N种异构体。探讨催化剂种类、带水剂、温度、反应物摩尔比和反应时间对反应产率的影响,确定适宜合成工艺条件：以醋酸铵为催化剂,n（丙二酸）：n（正丁醛）：n（醋酸铵）=1．0：1．25：0．1,甲苯为带水剂,反应温度120℃,反应时间为6．0h,产物主要为E—β-己烯酸,缩合产率达67％。该方法具有工艺简单、产率高、反应无污染、产物后处理容易等优点。     

11-钨钛杂多酸盐催化合成乙酸正丁酯

合成了4种具有Keggin结构的11-钨钛多元杂多酸盐K6[MTiW11(H2O)O39](M=Cu,Zn,Cd,Ni),并以所合成的杂多酸盐催化合成乙酸正丁酯。探讨了醇、酸摩尔比,催化剂的用量,反应时间和反应温度对酯化率的影响。结果表明,反应适宜条件为:醇、酸摩尔比为1.0,催化剂用量为原料质量的1.0%,反应温度为120℃,反应时间为5.0 h。乙酸正丁酯的酯化率为80%以上。     

β-氨基酸消旋体的合成与手性分离

光学纯β-氨基酸是合成拟多肽和β-内酰胺类抗生素等药物的重要中间体,其制备方法通常涉及多步反应,原料昂贵,操作复杂且产率较低。以醛、丙二酸和铵盐为原料,采用“一锅法”合成了5种β-氨基酸消旋体。应用手性配体交换色谱对所合成的氨基酸消旋体进行拆分,获得了光学纯β-氨基酸对映体。结果表明基于“一锅法”合成β-氨基酸消旋体和手性配体交换色谱分离对映体的制备方法具有操作简便,成本低廉,产率较高的特点,适合用于药物高通量筛选不同结构β-氨基酸对映体的快速制备。     

甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯的合成及应用

以甲基丙烯酸-β-羟乙酯（HEMA）和五氧化二磷（P2O5）为原料,合成了甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯（PMOE）。研究了P2O5用量、反应温度和加水条件等对PMOE中单酯和双酯含量的影响。用已合成的少量PMOE作为分散剂,反应温度75℃,n（HEMA）：n（P2O5）=2．08：1．00时,可制备双酯含量为70％以上的PMOE。以PMOE和乙酸铜反应,制备了透明的Cu（Ⅱ）-PMOE金属配合物,与甲基丙烯酸甲酯（MMA）共聚,可得到用途广泛的紫外-近红外吸收透明聚合物材料。     

硼酸镁(Mg_2B_2O_5)晶须的制备及表征

以六水氯化镁、硼酸、氢氧化钠和氯化钠为原料,采用高温助熔剂工艺制备了硼酸镁(Mg2B2O5)晶须。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对制备的产品进行了表征。XRD物相分析结果表明制备的产品为单一相三斜结构硼酸镁(Mg2B2O5)。XPS表明制备的产品中Mg、B和O的摩尔比为1.000∶0.996∶2.498,且价态分别为+2价、+3价和-2价,与Mg2B2O5化学计量比以及价态一致。SEM和TEM显微图像表明合成的产品为纤维状,且长径比大于10,并对生长机理进行了初步探讨。     

柠檬酸包覆钛酸锂负极材料的改性研究

采用柠檬酸(C6H8O7·H2O)作碳源制备Li4Ti5O12/C复合材料,利用X射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了柠檬酸添加量对材料结构和形貌的影响。研究结果表明:添加不同量的柠檬酸,所制备的样品均为尖晶石型结构。随着柠檬酸添加量的增加,材料颗粒粒径逐渐增大,分布更加均匀,团聚也逐渐加剧。在1.0~2.5V的电压范围内,对样品进行恒流充放电测试,柠檬酸(C6H8O7·H2O)的添加量为6%时,制备的Li4Ti5O12/C复合材料具有最佳的电化学性能,0.2C和1C的放电比容量分别为171.3m Ah/g和165.4m Ah/g。