1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基类复合物在不同波长下的三阶非线性光学性质

合成了两种新的金属双噻吩类复合物:(苄基三乙基铵)双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基)-金(BTEAADT)和(苄基三乙基铵)双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基)-镍(BTEANDT).采用Z扫描方法,在皮秒脉冲下,分别测试了两种材料的乙腈溶液在532和1064nm的三阶非线性光学特性.Z扫描的结果表明,BTEAADT的乙腈溶液在532nm具有反饱和吸收效应,在1064nm非线性吸收效应可以忽略且在两种波长都有自散焦效应,三阶非线性折射率为负值.BTEANDT的乙腈溶液在532nm非线性吸收效应可以忽略,在1064nm具有饱和吸收效应且在两种波长都有自聚焦效应,三阶非线性折射率为正值.分析了造成这种差异的原因.经过计算得到了两种材料在532和1064nm的三阶非线性折射率,三阶非线性吸收系数,三阶非线性极化率和超极化率.BETAADT的非线性折射率在532nm为-1.685×10-18m2·W-1,在1064nm为-1.459×10-18m2·W-1;BTEANDT的非线性折射率在532nm为1.452×10-18m2·W-1,在1064nm为7.311×10-18m2·W-1.两种材料的三阶非线性吸收系数,三阶非线性极化率和超极化率的数量级分别是10-11m·W-1,10-13esu和10-31esu.结果表明这两种材料在非线性光学领域有潜在的应用价值.     

基于咪唑基配体的Mn(Ⅱ)配合物的水热合成及结构、理论计算和三阶非线性光学性质

在水热条件下用氯化锰和咪唑基配体合成了配合物Mn[（IPB）₂Cl₂]·4H₂O （IPB=4-（1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthrolin-2-yl） benzaldehyde）,并通过元素分析、红外光谱、紫外衍射、X射线单晶衍射法和Z-扫描技术对其结构和性质进行了表征。X射线单晶衍射结果表明,该化合物晶体属正交晶系,空间群Pnna。采用Z-扫描技术测量了该化合物的非线性光学特性,结果显示,以45 μJ的脉冲能量,在焦点处的透光率为93%,非线性吸收系数为-4.5×10^-11 m·W^-1,非线性折射率为1.0×10^-19 m²·W^-1。该化合物显示了自聚焦的性质。在紫外-可见光谱区,该化合物的最大吸收波长为282nm。     

基于咪唑基配体的Mn(Ⅱ)配合物的水热合成及结构、理论计算和三阶非线性光学性质

在水热条件下用氯化锰和咪唑基配体合成了配合物Mn[（IPB）₂Cl₂]·4H₂O（IPB=4-（1H-imidazo[4,5-f][1,10]phenanthrolin-2-yl）benzaldehyde）,并通过元素分析、红外光谱、紫外衍射、X射线单晶衍射法和Z-扫描技术对其结构和性质进行了表征。X射线单晶衍射结果表明,该化合物晶体属正交晶系,空间群Pnna。采用Z-扫描技术测量了该化合物的非线性光学特性,结果显示,以45 μJ的脉冲能量,在焦点处的透光率为93%,非线性吸收系数为-4.5×10^-11 m·W^-1,非线性折射率为1.0×10^-19 m²·W^-1。该化合物显示了自聚焦的性质。在紫外-可见光谱区,该化合物的最大吸收波长为282nm。     

磁控溅射中靶-基底距离与Si共掺对ZnO:Al薄膜性质的影响

使用射频磁控溅射, 在正方形石英衬底上沉积透明导电掺Al的ZnO(AZO)和Si共掺AZO(AZO:Si)薄膜. 系统研究了靶-基底距离(D_st)和Si共掺对AZO薄膜电学、光学性质的影响. 电阻率、载流子浓度和迁移率都强烈地依赖于靶-基底距离, 随着靶-基底距离的减少, 载流子浓度和迁移率都有显著的增加, 电导率也随之提高. 在靶-基底距离为4.5 cm处, 得到最低电阻率4.94×10^-4 Ω·cm, 此时的载流子浓度和迁移率分别是3.75×10²⁰ cm^-3和33.7 cm²·V^-1·s^-1. X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和边界散射模型被用于分析载流子浓度、迁移率和靶-基底距离的关系. 透射谱显示, 在可见-近红外范围内所有样品均有大于93%的平均透射率, 同时随着靶基距离的减少, 吸收边蓝移. AZO:Si表现出可与AZO相比拟的高电导和高透射光学特性, 但在热湿环境中却有着更好的电阻稳定性, 这在实际使用中很有意义.     

CuO-SiO2和Cu2O-SiO2薄膜的制备及其光学性能

以CuSO₄·5H₂O和正硅酸乙酯为前驱体,配制了稳定透明的Cu²⁺-SiO₂复合溶胶电解液。采用电化学-溶胶凝胶方法,在恒电位-0.9 V下得到Cu-SiO₂复合膜,该复合薄膜分别在250和450℃的热处理后得到Cu₂O-SiO₂和CuO-SiO₂复合薄膜。采用XRD、SEM/EDX和台阶仪表征了复合薄膜的组成、形貌和厚度;采用紫外-可见光谱和Z扫描技术研究了复合薄膜的线性和三阶非线性光学性能。结果表明Cu₂O-SiO₂和CuO-SiO₂复合薄膜中的Cu含量、Cu的形态（如Cu₂O、CuO）及Cu₂O或CuO颗粒大小影响薄膜的光学带隙和三阶非线性光学性能,2种薄膜的光学带隙分别是2.67和2.54 eV,三阶非线性极化率χ^（3）分别为2.31×10^-6和1.36×10^-6 esu。     

4,5-二[2-(邻甲酰苯氧基)乙硫基]-1,3-二硫环戊烯-2-酮的合成及晶体结构

以水杨醛与1,2-二溴乙烷为反应物, 乙腈为溶剂, 在无水K₂CO₃存在下合成了2-溴乙氧基水杨醛(1), 1和二-(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二硫)合锌酸四乙基铵盐在乙腈中回流, 得到新型的四硫富瓦烯(TTF)前体(2). 在Hg(OAc)₂存在下, 2可转化为4,5-二[2-(邻甲酰苯氧基)乙硫基]-1,3-二硫环戊烯-2-酮(3), 其结构经¹H NMR, FT-IR, 元素分析和单晶X射线衍射分析得到确证.     

(5，7，7，12，14，14-六甲基-1，4，8，11-四氮杂环十四-4,11-二烯)·双(O，O′-二(2-苯乙基)二硫代磷酸根)合铜(Ⅱ)的合成与晶体结构

本文首次报道了标题配合物［Cu(hmtade｛SSP(OCH₂CH₃ph)₃｝₃］(hmtade=5,7,7,12,14,14-六甲基-1，4，8，11-四氮杂环十四-4，11-二烯)的合成和晶体结构。该配合物属三斜晶系。空间群为P1。晶胞参数为：a=0.9457(1)mm, b=1.3001(5) nm, c=1.3182(3) nm; α=58.24(2)°, β=73.65(2)°, γ=66.27(3)°。Z=1, R=0.059, R_W=0.067。结构测定表明：(phCH₂CH₂O)₂PSS^-为单齿配体，Cu²⁺与硫和氮形成了六配位的拉长的八面体配合物，该配合物分子具有中心对称性。对其热分解进行了讨论。     

脉冲辐解研究吩噻嗪与CCl3OO·、·OH的反应

采用纳秒级脉冲辐解技术研究了吩噻嗪与CCl₃OO^·、^·OH的反应, 提出了相应的反应机理, 得到了相关的反应速率常数. 研究结果表明: 吩噻嗪与CCl₃OO^·、^·OH反应得到的瞬态产物的最大吸收峰都位于380 nm左右, 该吸收峰归属于CCl₃OO^·、^·OH夺取吩噻嗪氮原子上的氢而产生的吩噻嗪氮自由基. 吩噻嗪与CCl₃OO^·、^·OH反应的速率常数分别为1.1×10⁹和4.0×10⁹ L·mol^-1·s^-1. 这些结果将为进一步研究吩噻嗪的抗氧化活性提供理论基础.     

二(2-吡啶甲酸)二(邻氟苄基)锡和一维链状4-吡啶甲酸三(邻氟苄基)锡的合成和晶体结构

μ-氧-双[三(邻氟苄基)锡]与2-吡啶甲酸或4-吡啶甲酸在苯溶剂中反应合成有机锡配合物二(2-吡啶甲酸)二(邻氟苄基)锡(1)和一维链状4-吡啶甲酸三(邻氟苄基)锡(2)，经X射线衍射方法测定了新化合物的晶体结构。配合物(1)属四方晶系，空间 群为I4₁/a，晶体学参数：a=1.562 0(3) nm，b=1.562 0(3) nm，c=1.984 7(4) nm，α=β=γ=90°，V=4.842 4(16) nm³，Z=8,D_c=1.594 Mg·m^-3， μ(Mo Kα)=11.06 cm^-1，F(000)=2 320，R₁=0.024 3，wR=0.062 5。配合物(2)属单斜晶系，空间群为P2₁/n，晶体学参数：a=0.869 8(3) nm，b=1.880 5(7) nm，c=1.475 1(5) nm，β=90.937(6)°，V=2.412 3(15) nm³，Z=4，D_c=1.564 Mg·m^-3，μ(Mo Kα)=11.07 cm^-1，F(000)=1 136，R₁=0.028 8，wR₂=0.057 9；配合物1为单体结构，中心锡为六配位畸变八面体构型。配合物2通过4-吡啶甲酸配体氮原子的桥联，形成五配位三角双锥型的链状结构。     

2-硫代嘧啶酮和2-硫代吡啶酮在B-吸收带中的动态结构

采用共振拉曼光谱学结合量子化学计算研究了2-硫代嘧啶酮(2TPM)和2-硫代吡啶酮(2TP)在B-带吸收时的动态结构. 在气相时, 2-巯基嘧啶(2MPM, 硫醇式)比2TPM(硫代酮式)更稳定, 能量差约为15.1 kJ·mol^-1, 而在水和乙腈溶液中, 2TPM比2MPM更稳定, 能量差分别为29.3和28.0 kJ·mol^-1. 气相及基电子态时,由B3LYP/6-311++G(d,p)计算水平获得的2TPM和2MPM之间发生质子转移异构化反应的过渡态能垒约为130 kJ·mol^-1. 2TPM三个吸收带分别被指认为π_H→π_L^*, π_H→π_L+1^*和π_H-1→π_L^*跃迁. 基于对2TPM在固体和溶液相傅里叶变换-拉曼(FT-Raman)和傅里叶变换-红外(FT-IR)光谱测量, 以及B3LYP/6-311++G(d,p)计算, 开展了2TPM在水和乙腈溶液中的B-带共振拉曼光谱的振动指认, 由此获得了2TPM的动态结构, 并与2TP的动态结构进行了比较. 2TPM和2TP动态结构的差异反映了ππ^*/πσ^*锥形交叉点结构的差异, 因此, 可被用于洞察光诱导的氢原子脱离-复合机制.     

2,3–二芳基-四唑-5-硫酮的实验与密度泛函理论研究

合成了2,3–二芳基-四唑-5-硫酮（芳基 = 苯基,对甲基苯基,对氯苯基）,用元素分析、红外光谱及紫外电子光谱对它们进行了表征,并得到了其中两个化合物的晶体结构。在密度泛函B3LYP/6-31G* 水平上,对三个化合物进行了几何构型优化,原子电荷分布分析、自然键轨道及拓扑分析。计算结果与X-射线衍射数据相符合,并显示虽然不同的取代基导致了不同的电荷分布,但四唑环外的硫原子总是具有最大的负电荷分布,从而使其成为最有可能的质子化、甲基化及与金属离子进行反应的点位。将预测的振动频率与实验数据进行了比较,且在振动分析的基础上,计算了三个化合物在不同温度下的热力学参数,得到了S⁰_m, H⁰_m与温度T之间的良好线性关系。预测了三个化合物的二阶非线性光学系数为1.0913—1.6518×10^-29 esu。     

二硝酸根二4′，5′-二氮-9′-(4，5-二(硫乙基)-1，3-二硫杂环戊烯-2-叶立德)-芴合镉的合成、结构及光谱性质

Cd(NO₃)₂·4H₂O与配体4′,5′-二氮-9′-(4，5-二(硫乙基)-1，3-二硫杂环戊烯-2-叶立德)-芴(L)在甲醇和二氯甲烷的混合溶剂中生成配合物Cd(NO₃)₂(L)₂。晶体的空间群是Pbcn(#60)，晶体学参数分别是a=1.578 7(2) nm，b=0.987 96(11) nm，c=2.719 5(3) nm。V=4.241 6(8) nm³，Z=4。2个硝酸根离子各提供1个氧原子，2个配体L各提供2个氮原子，形成了镉的6配位结构。晶体结构显示分子通过平面之间的π-π相互作用沿b轴形成柱状结构，这些柱通过中心原子镉(Ⅱ)的配位连接形成二维层状结构，再通过2个硫乙基上的短距离S…S接触进一步形成了三维结构。对其 ¹H NMR、UV-Vis和荧光光谱进行了研究。     

一步水热合成铜纳米颗粒负载二氧化钛复合纳米管及其可见光催化活性

采用一步水热法合成了Cu纳米粒子负载二氧化钛纳米管材料. 利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)等对材料的相组成、形貌以及形成过程进行了研究. 制得的Cu-TiO₂复合纳米材料长度约为100 nm, 直径10-15 nm, 其上负载的Cu纳米粒子尺寸约为5 nm. BET比表面积测试表明实验制备的Cu-TiO₂复合纳米管的比表面积为154.67 m²·g^-1. 通过调节水热反应时间和钛前驱体种类, 研究了该复合纳米管材料的形成机制. 结果表明: 非晶态的钛源对于成功一步合成Cu-TiO₂复合纳米管至关重要. 同时, 实验中观察到铜纳米粒子的尺寸随水热反应时间延长而减小(反奥氏陈化过程), 这一现象有助于纳米粒子的可控合成.紫外-可见吸收光谱表明该复合纳米管在350-800 nm范围内有较强的吸收, 并在550-600 nm范围观察到Cu的表面等离子激元吸收带. Cu-TiO₂界面处形成的肖特基势垒有助于加快光生载流子的输运, 提高光生电子-空穴对的分离效率. 光催化实验表明Cu-TiO₂复合纳米管在可见光下具有较高的催化活性.     

氧化钌/石墨纳米片复合阵列电极的制备及其电容性能

通过电化学剥离法在石墨棒表面构筑了层数不等、彼此平行且垂直于基底的二维石墨纳米片(GNS)阵列, 而后采用阴极还原电沉积法在GNSs 表面均匀地包覆了一层氧化钌(RuO₂·xH₂O)薄膜, 形成了RuO₂·xH₂O/GNS 复合阵列电极. 电化学测试表明, RuO₂·xH₂O/GNS 复合阵列电极具有优良的超电容性能, 在0.5mol·L^-1 H₂SO₄电解质溶液中, 扫描速率为5 mV·s^-1, 电位窗口为0.9 V时, 其比电容高达4226 F·m^-2, 并且具有优异的循环性能, 经过20000圈充放电循环后, 电容保持率高达94.18%.     

脉冲微波辅助化学还原合成Pt/C 催化剂及其电催化氧还原性能

采用脉冲微波辅助化学还原法制备了质子交换膜燃料电池(PEMFC)用Pt/C 催化剂. 通过透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析技术对催化剂的微观结构和形貌进行了表征, 并利用循环伏安(CV)、线性扫描(LSV)和恒电位测量等方法评价了催化剂催化氧还原性能. 在此基础上制备了膜电极(MEA)并组装成单电池, 考察了制备的Pt/C 催化剂作为阴极催化剂材料的电催化性能. 结果表明, 脉冲微波辅助化学还原法是一种制备PEMFC催化剂的有效方法, 溶液pH值和微波功率对Pt 颗粒直径和分散有重要影响. TEM和XRD结果显示, 当溶液pH值为10 且微波功率为2 kW时, Pt 纳米粒子较均匀地分散在碳载体上, 粒径分布在1.3-2.4 nm之间, 平均粒径为1.8 nm. CV、LSV和恒电位测试结果表明, 该催化剂电化学比表面积(ESA)为55.6 m²·g^-1, 具有良好的催化氧还原反应活性和稳定性. 单电池测试结果表明, 在溶液pH值为10条件下, 微波功率为2 kW时制备的催化剂作阴极催化剂时, 单电池最高功率密度为2.26 W·cm^-2·mg^-1, 高于微波功率为1 kW时的最高功率密度(2.15 W·cm^-2·mg^-1)和Johnson Matthey催化剂的最高功率密度(1.89 W·cm^-2·mg^-1).     

电化学双电层电容器电极材料——豌豆荚基活性炭的制备与表征

以豌豆荚为碳源、ZnCl₂或KOH为活化剂制备了活性炭, 并用作双电层电容器的电极材料. 采用比表面及孔隙度分析仪表征了豌豆荚基活性炭的孔结构. 通过KOH或ZnCl₂活化后, 活性炭比表面积从1.69 m²·g^-1增大到2237或621 m²·g^-1. 采用循环伏安法和恒流充放电测试技术表征了豌豆荚基活性炭的电化学特性. 结果表明: 在6 mol·L^-1 KOH溶液中经KOH活化处理的活性炭的质量比电容高达297.5 F·g^-1, 并具有良好的充放电稳定性, 在5 A·g^-1的高电流密度下循环充放电500次后, 质量比电容仅衰减8.6%.     

一种具有二次谐波发生和适中双折射的紫外透过稀土金属甲酸盐

本研究工作报道了一例采用溶液挥发法合成的稀土金属甲酸盐，分子式为(C(NH₂)₃)[Er(HCOO)₄]。该化合物结晶于非中心对称空间群。光学性质研究表明：该化合物具有较大光学带隙(4.76 eV)、适中的双折射率(0.066@546 nm)；在1 064 nm处，其粉末倍频效应为KH₂PO₄(KDP)的0.2倍，并且可实现相位匹配。第一性原理计算和单晶结构分析揭示了线性和非线性光学效应来源于C (NH₂)₃⁺、[ErO₈]和HCOO^-单元的协同作用。     

10,10’-二甲基-3,3’-二磺酸基-9,9’-双吖啶的电致化学发光行为

研究了新试剂10,10'-二甲基-3,3'-二磺酸基-9,9'-双吖啶(简称DMDSBA)的电致化学发光(ECL)行为. 考察了电化学参数、反应介质以及pH等条件对DMDSBA电致化学发光信号的影响. 结果表明, 在玻碳电极上施加适当电压时, DMDSBA在KNO₃溶液介质中产生很强的电化学发光信号, 于优化的实验条件下, 发光强度的自然对数与DMDSBA浓度的自然对数在1.0×10^-5-1.0×10^-8 mol·L^-1范围内呈良好的线性关系,检出限可达2.3×10^-9 mol·L^-1. 并用循环伏安法、电致化学发光光谱以及荧光光谱, 研究了DMDSBA的电致化学发光机理.     

褪黑激素的瞬态产物及其性质

利用纳秒级激光光解瞬态吸收光谱装置, 研究了褪黑激素(melatonin, ML)的光物理和光化学性质. 在266 nm激光的作用下, ML可被激发产生激发三重态(³ ML*), 又可光电离生成水合电子和阳离子自由基(ML^·+); 并对SO^·-₄, 核黄素(riboflavin, RF)激发三重态与ML间的电荷转移反应进行了研究, 测得了反应速率常数分别为8.0×10⁹和1.4×10⁹ L·mol^-1·s^-1; 同时还研究了ML清除ABTS阳离子自由基(ABTS·+)的能力, 并与其它抗氧化剂进行了比较.     

基于面式-三(2-(4-三氟甲基苯基)吡啶)合铱配合物为发光中心的高效绿光有机电致发光器件

用经典的方法合成了面式-三(2-(4-三氟甲基苯基)吡啶)合铱配合物(fac-Ir(tfmppy)₃), 并得到了其晶体结构。在CH₂Cl₂溶液中Ir(tfmppy)₃的发射光谱显示出了峰值位于525 nm的π→π^*跃迁吸收以及金属到配体电荷转移(MLCT)吸收, 色坐标(CIE)为(0.31, 0.62), 量子效率计算为4.59%(以Ru(bpy)₃]Cl₂为参照)。以Ir(tfmppy)₃为发光中心, 制备并研究了有机电致发光器件:ITO/TAPC (60 nm)/Ir(tfmppy)₃ (x%):mCP (30 nm)/TPBi (60 nm)/LiF (1 nm)/Al (100 nm)。4%掺杂浓度的器件在4 197 cd·m^-2的亮度下显示的最大电流效率为33.95 cd·A^-1, 在12.7 V时的最大亮度为43 612 cd·m^-2, 色坐标(CIE)为(0.31, 0.61)。利用瞬态电致发光法(transient electroluminescence (EL))、在1 300 (V·cm^-1)^1/2的电场强度下Ir(tfmppy)₃配合物的电子迁移率测定为4.24×10^-6 cm²·(V·s)^-1。非常接近于常用的电子传输材料八羟基喹啉铝(Alq₃)的电子迁移率。