基于苯并［1，2-b:4，5-b’］二呋喃的宽带隙共轭聚合物的合成与光伏应用

以共轭侧链含氯原子的苯并［1,2-b:4,5-b’］二呋喃（BDF）作为电子给体单元,以1,3-双（噻吩-2-基）-5,7-双（2-乙基己基）苯并［1,2-c:4,5-c’］二噻吩-4,8-二酮（BDD）为电子受体单元,设计合成了一种宽带隙共轭聚合物PBDF₂Cl-BDD。该聚合物具有较宽的光学带隙（>1.82 eV）和较深的最高占据分子轨道能级。当聚合物给体与受体Y6搭配时实现了2.49%的能量转换效率,其开路电压为0.39 V,短路电流密度为16.50 mA·cm^-2,填充因子为0.38。     

有机发光材料中间体5，10-二氢-5-苯基苯并［b］吲哚并［2，3-d］［1］苯并氮杂?的合成工

为了优化合成有机发光材料中间体5,10-二氢-5-苯基苯并［b］吲哚并［2,3-d］ ［1］苯并氮杂?,以苯胺,2-溴苯乙酸为原料,合成2-（2-（苯基氨基）苯基）乙酸;然后与乙醇酯化,生成2-（2-（苯基氨基）苯基）乙酸乙酯;后与对甲基苯磺酰氯反应保护氨基生成2-（2-（N-苯基-N-对甲苯磺酰胺基）苯基）乙酸乙酯;其后在三氯化铝作用下环化生成5,11-二氢-10H-二苯并［d,f］氮杂;最后在乙酸中与N,N-二苯基肼反应生成目标产物5,10-二氢-5-苯基苯并［b］吲哚并［2,3-d］ ［1］苯并氮杂?。经1HNMR光谱鉴定,产物与5,10-二氢-5-苯基苯并［b］吲哚并［2,3-d］ ［1］苯并氮杂结构一致。该合成工艺简单,原料廉价易得,适合工业化生产。     

季铵盐型聚噻吩衍生物的合成、表征及其光电性能研究

为了使聚噻吩衍生物可以溶解在乙醇/水中,实现其水溶性.通过酯化反应合成了6-氯己基噻吩-3-羧酸酯,6-氯己基噻吩-3-羧酸酯与三乙胺反应合成3-噻吩-乙酰基-氧己基-三乙基氯化铵;采用Fe(Ⅲ)对3-噻吩-乙酰基-氧己基-三乙基氯化铵进行催化聚合,得到聚噻吩衍生物聚(3-噻吩-乙酰基-氧己基-三乙基氯化铵).采用傅里叶红外光谱仪对合成的中间单体及聚合物结构进行表征,使用凝胶渗透色谱对合成的聚合物的分子及分子量分布进行测试;通过紫外-可见分光光度计测定了目标聚合物的带边吸收波长.将目标聚合物与石墨烯的乙醇/水溶液,采用旋涂法制备出太阳能电池器件,并对其输出特性进行测试.研究结果表明:将聚(3-噻吩-乙酰基-氧己基-三乙基氯化铵)与石墨烯的复合物作为活化层制备的太阳能电池器件,光照条件下测试,开路电压为0.565 9V,短路电流为0.162 4A,能量转换效率为3.75×10~(-2)%.在暗箱中测试,开路电压为4×10~(-4) V,短路电流为4.88mA,能量转化效率为5.5×10~(-3)%.自然光照下,其能量转换效率是暗箱中的6.8倍,说明聚噻吩衍生物具有光伏性能,但该器件能量转换效率较低.     

5，11-二乙基吲哚[3，2-b]咔唑的合成及光谱特性

以苯肼为原料,与1,4-环己二酮反应,制得环己胺-1,4-二酮一二苯腙,再在硫酸、醋酸强酸性环境下闭环制得吲哚[3,2-b]咔唑,经N-烷基化反应制得乙基取代基的吲哚[3,2-b]咔唑衍生物．本文合成方法使其产率由参考文献的64％提升到80％,其结构经’HNMR表征,并初步研究了该化合物的光谱性质．     

新型苯并二噻吩类聚合物供体材料合成及其光伏性能研究

以刚性平面结构的苯并二噻吩(BDT)为给电子单元和具有稳定醌类结构的氟(F)取代噻吩[3,4-b]噻吩单元(TT)为受电子单元设计合成了两种窄带隙的聚合物供体材料.系统研究了侧链取代单元结构对聚合物供体材料光物理性能,电化学性能,活性层形貌和光伏性能影响.研究表明:相对于基于6-取代苯并噻吩侧链的聚合物供体材料PBDTBTs-TT,2-取代苯并噻吩侧链的聚合物供体材料PBDTTBs-TT具有更宽的光子捕获范围和更强的吸光能力,这有利于提高光伏器件的短路电流.以IT-4F为受体材料,基于PBDTBTs-TT:IT-4F的光伏器件能量转换效率和短路电流分别为6.43％ 和14.21 mA·cm-2;而基于PBDT TBs-TT:IT-4F的光伏器件能量转换效率和短路电流提高到了7.06％ 和15.32 mA·cm-2.     

聚合物电致发光器件的电流限制机制

以共轭聚合物聚(2-甲氧基-5-(2′-乙基-己氧基)-1,4-对苯乙炔)为发光材料制备复合阴极结构（LiF/Al）的聚合物电致发光器件.针对不同发光层厚度和阴极修饰层厚度的器件进行电流-电压测试,研究引起器件电流限制的机制.结果表明,单金属阴极器件的电流特性为载流子输运体限制机制；当阴极修饰层（LiF）厚度为2 nm左右时,电流特性以载流子注入限制为主；而当阴极修饰层为其他厚度时,2种限制机制同时存在.对具有不同阴极修饰层厚度的器件的电流-电压特性提出理论模型,模拟结果与试验数据较为符合.     

苦碟子中的木质素和酚酸类成分研究

利用硅胶柱色谱和HPLC分别对苦碟子地上部分和根部化学成分进行分离,从地上部分中得到2种木脂素类化合物,从根部中得到2种酚酸类化合物。经＾1HNMR、＾13CNMR等鉴定它们的结构分别为：4,8-（3＇-甲氧基,4’-羟基）-二苯基-2,6-二羟基-双四氢呋喃木质索（1）,（＋）-丁香树脂酚（2）,咖啡酸（3）和3,4-二羟基苯甲酸（4）。4种化合物均为首次从该植物中分离得到。     

具有双光子吸收特性的蒽基发光高分子的合成及性质研究

强双光子吸收材料在双光子荧光显微、三维光信息存储、光限幅以及聚合物微加工等领域具有诱人的应用前景。在钯催化下合成了以2,6-二(二己基氨基-对苯乙烯基)-9,10-二烷氧基苯基蒽为结构单元的非共轭蒽基聚合物,并用核磁共振、凝胶色谱对其结构进行了表征,测定了聚合物及其模型化合物的紫外、荧光光谱。结果表明,非共轭蒽基聚合物的长波吸收峰均位于红光区域,但呈现不同的荧光发射;最大双光子吸收截面分别为δ聚合物=8 789 GM和δ模型化合物=920 GM,是具有双光子吸收特性的发光光分子;该聚合物具有强度与韧性特征,可以在膜状态下使用。     

双取代酰肼润滑油添加剂的合成及其性能

为了发现新型环境友好型润滑油添加剂,以格氏法、羧基化、酰肼化和亲核取代反应首次制备了11种N′,N′-双取代酰肼化合物。并采用FTIR、1HNMR和MS对其结构进行了表征。并将其作为偏苯三酸酯的润滑油添加剂,利用微摩擦试验机分别测试其质量分数1%的添加量时98 N载荷下的摩擦学性能,结果表明:N′,N′-双取代酰肼化合物具有显著的减摩抗磨作用,添加N′,N′-二丁基戊酰肼、N′,N′-二(2-乙基己基)戊酰肼、4-甲基-N′,N′-二对甲基苯甲酰肼、4-甲基-N′,N′-二乙基苯甲酰肼的偏苯三酸酯的摩擦系数均低于无添加的偏苯三酸酯,添加N′,N′-二乙基戊酰肼的偏苯三酸酯的摩擦系数下降趋势最大,达最小值0.051 2;在偏苯三酸酯中添加11种酰肼类化合物的偏苯三酸酯的钢球体积磨损量均低于无添加的偏苯三酸酯,其中添加N′,N′-二(2-乙基己基)苯甲酰肼的偏苯三酸酯的钢球体积磨损量最小;比无添加的偏苯三酸酯减少了87.13%,有望成为绿色高效的减摩抗磨润滑油添加剂。     

合成香豆素类有机电致发光材料发光体新工艺研究

研究了以氰乙酸乙酯、4-N，N-二乙基氨基水杨醛、2-氨基-4-氯苯酚为原料合成有机电致发光材料发光体3-（5’-氯-2-苯并噁唑基）-7-二乙基氨基-2H-1-苯并吡喃-2-酮的一步法新工艺，分析评估了溶剂、反应温度、催化剂种类及配比等参数对产物收率的影响．经优化，较佳的工艺条件为：氰乙酸乙酯、4-N，N-二乙基氨基水杨醛、2-氨基4-氯-苯酚、苯甲酸（催化剂）的摩尔比为1：1：1：0．5，溶剂为正丁醇，反应温度115℃，反应时间6～8h，产物收率为65％．     

5H-Fluoreno [3,2-b:6,7-b'] Dithiophene Based Non-fullerene Small Molecular Acceptors for Polymer Solar Cell Application

Two novel non-fullerene small molecule acceptors were prepared with the conjugated backbone of 5 H-fluoreno[3, 2-b:6, 7-b'] dithiophene carrying the electron deficient unit of dicyanomethylene indanone(DICTFDT) and rhodanine(TFDTBR), respectively. The two acceptors exhibited excellent thermal stability and strong absorption in the visible region. The LUMO level is estimated to be at-3.89 eV for DICTFDT and-3.77 eV for TFDTBR. When utilized as the acceptor in bulk heterojunction polymer solar cells with the polymer donor of PBT7-Th, the optimized maximum power conversion efficiency of 5.12% and 3.95% was obtained for the device with DICTFDT and TFDTBR, respectively. The research demonstrates that 5 H-fluoreno[3, 2-b:6, 7-b'] dithiophene can be an appealing candidate for constructing small molecular electron acceptor towards efficient polymer:non-fullerene bulk heterojunction solar cells.     

两种二甲叉磷酸衍生物的合成

以乙醇胺和3-氨甲基吡啶为原料分别与甲醛和亚磷酸通过Manich反应合成了乙醇胺二甲叉磷酸和3-氨甲基吡啶二甲叉磷酸,并对乙醇胺二甲叉磷酸的合成条件进行了探讨研究,最终确定了其最佳合成条件:当乙醇胺:亚磷酸:甲醛=1∶2∶3.5（摩尔比）,反应温度为100 ℃,回流时间为3h时,产品的收率（以乙醇胺计）为77.3%,以同样方法合成的3-氨甲基吡啶二甲叉磷酸的收率（以3-氨甲基吡啶计）为80.1%.产物通过红外光谱、31P-NMR谱、1H-NMR谱和元素分析方法进行了表征.     

铜、铁席夫碱配合物的合成、晶体结构和性质

为了研究含席夫碱配体配合物的晶体结构及其热稳定性与选择的金属盐之间的关系,使用双2-羟基3-甲氧基苯甲醛缩邻苯二胺（H2L）与CuCl2.2H2O或与无水FeCl3在不同反应体系中反应,并分别得到配合物［Cu（L）（H2O）］·CH3OH（1）和配合物［Fe（L）（N3）（H2O）］·CH3COOC2H5（2）。晶体结构表明1和2均属于单斜晶系,它们分别属于P21和P21/c空间群。1和2都为单核配合物,其中Cu2+和Fe3+分别采取五配位四角锥构型和六配位八面体构型。热重分析研究表明:配合物1在温度达到150 ℃之前是稳定的,显示Cu2+与配位水之间配位能力较强;而对于配合物2,样品稳定温度只能到65 ℃左右,到104 ℃时乙酸乙酯溶剂分子完全失去。1和2热稳定性研究为今后使用该席夫碱配体合成其他配合物提供了一定的参考价值。     

两种新MOFs的合成、表征及光催化性质

以4,4’-二咪唑亚甲基联苯（BBPTZ）, 4-硝基苯甲酸 （p-NBH） 和1, 3,5-三咪唑亚甲基苯 （TIMB） 为配体,通过水热法分别合成了配合物 1｛［Zn₂（p-NBH）₄ （BBPTZ）₂］·H₂O｝n、2 ［Zn₃（TIMB）₂Cl₂］_n。利用傅里叶变换红外光谱、X-射线单晶衍射、热重分析、价带-X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱等技术对配合物的结构与性质进行了表征。单晶衍射结果显示配合物 1、 2 均属于三斜晶系 P-1 空间群,且均具有三维空间构型。为进一步研究金属有机框架（MOFs）在光催化领域的应用,将这两种 MOFs 作为光催化剂在紫外光下降解亚甲基蓝,并研究了催化剂用量、体系酸碱度等因素对其光催化性能的影响。结果表明:两种MOFs 材料在紫外光下均对亚甲基蓝表现出良好的光催化降解活性和稳定性,在碱性条件下其光降解效率提升明显。本研究为 MOFs 基光催化剂的设计提供了新的思路。     

高浓度磷氟砷磷化工废水的处理工艺

对高浓度磷化工废水进行处理,采用一级反应槽［Ca（OH）₂］/一级斜板（PAM）絮凝沉淀和二级反应槽［FeSO₄+Ca（OH）₂］/二级斜板（PAM）絮凝沉淀,并提供了该工艺所需构筑物和设备的选型. 经该工艺处理后的水质指标为:COD≤80 mg/L,ρ（F）（Fluorine）≤15 mg/L, ρ（P）≤20 mg/L,ρ（As）≤0.5 mg/L,ρ（SS）≤50 mg/L,6≤pH≤9,符合《磷肥工业水污染物排放标准》（GB 15580-2011）. 本工艺对磷化工废水的处理具有良好的效果,能有效去除磷氟砷等杂质.     

蛋白质工程改造脂肪酶对映选择性的研究进展

脂肪酶已被广泛应用于手性化合物拆分,但天然脂肪酶催化效率低、对非天然底物的选择性较差。为满足工业应用需求,开发具有高效对映体选择性的脂肪酶具有十分重要的意义;当前通过蛋白质工程改造获取高效脂肪酶已成为主流策略。鉴于脂肪酶催化受化学反应的环境影响较大,系统分析了脂肪酶与外消旋底物作用的关键区域（酰基结合口袋、疏水腔、亲水腔和氧阴离子洞）特性,重点综述了近年外消旋羧酸和外消旋醇拆分反应中影响脂肪酶对映选择性的重要突变位点相关研究进展。相比于传统从自然界中筛选具有特定选择性脂肪酶资源方法,蛋白质工程,特别是计算机辅助的理性设计,能大幅缩短脂肪酶进化历程,且能使其朝着预设方向进化。可以预期,随着运用蛋白质工程改造脂肪酶对映选择性研究的进一步深入发展,将可实现特定外消旋化合物的酶法高效手性拆分,也可为定向开发具特殊活性的生物催化剂提供新的研究思路。     

一种草铵膦新型中间体的合成和表征

设计并合成了一种草铵膦的新型中间体2-乙酰氨基-4-［羟基（甲基）膦酰基］丁-2-烯酸。以乙酰氨基丙二酸二乙酯为初始原料,经水解,缩合反应得到终产物。该路线的反应条件如下:水解反应时,NaOH和原料摩尔比为1.02∶1,反应温度25 ℃~30℃,最佳反应时间16 h,中间物单乙酯的收率85.3%;缩合反应时,最佳投料摩尔比为n（单乙酯）∶n（膦醛）∶n（吡啶）∶n（乙酸酐）=1.1∶1∶10∶（3~4）时,缩合产物收率74%。最后对产物2-乙酰氨基-4-［羟基（甲基）膦酰基］丁-2-烯酸经1H NMR,13C NMR,31P NMR进行了表征。通过优化反应条件,总收率达到 63.1%,该路线工艺简单,条件温和,适合工业生产。     

不同抗衡阴离子自旋交叉分子的制备与表征

基于三氮唑（1,2,4-1H-triazole,Htrz）体系的Fe（II）的配合物是一类非常重要的在室温附近发生自旋转变的自旋交叉分子,具有潜在的应用。本文报道了2种基于三氮唑体系的Fe（II）的配合物的制备与表征,分别为［Fe（Htrz）₂（trz）］（CF₃SO₃）和［Fe（Htrz）₂（trz）］（BF₄）,并研究了抗衡阴离子对自旋转变行为的影响。自旋交叉分子的制备由2种前驱体简单混合反应而得,结构表征表明三氮唑参与反应,并且产物中的Fe元素基本为Fe（II）,磁性测试证实了这2种分子存在自旋转变特性,并且这种自旋转变具有温度磁滞效应。实验结果还表明抗衡阴离子对于自旋交叉分子的自旋转变行为有重要的影响。抗衡阴离子空间位阻越小、抗衡阴离子的电负性越强、结构越对称规整,则自旋转变温度越高。