甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合实验教学的改进

选用氢氧化镁为分散剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,进行悬浮聚合反应,研究了分散剂用量、引发剂用量、水和单体比、搅拌速度、反应温度及反应时间对聚合物珠粒大小、均匀程度和产率的影响。结果表明:与目前高分子实验教材普遍选用的以聚乙烯醇(PVA)为分散剂的悬浮聚合反应相比,以氢氧化镁为分散剂,具有操作简单、聚合时间短、体系稳定性高等优点,可代替原有的悬浮聚合反应实验,作为高分子化学实验的教学课程内容。     

P(St-AM)核壳聚合物微球的制备及其光子晶体膜

采用一步乳液聚合法,调节引发剂用量,制备了不同粒径的具有核壳结构的功能性聚(苯乙烯-丙烯酰胺)乳胶微球.用透射电子显微镜表征了乳胶微球的核壳结构和粒径,所制微球的粒径分别为195,217,234和255 nm.用红外光谱对微球的化学成分进行了表征,证实聚丙烯酰胺已包覆在聚苯乙烯外层.通过竖直沉积自组装法制备了聚合物微球的光子晶体薄膜.扫描电子显微镜表征了所制光子晶体膜的表面形貌,反射和透射光谱表征了光子禁带.结果表明,聚合物微球以面心立方紧密堆积,其(111)面与基底平行;微球粒径不同,光子晶体的光子禁带不同.制备了不同光子禁带的光子晶体,禁带分别位于473,515,574和630 nm,相应的薄膜分别呈蓝色、绿色、黄色和红色,对于光子晶体的拓展和应用具有重要的意义.     

二维网状Pb(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及荧光性质

利用4-吡啶-3-苯甲酸(4,3-pybz)和醋酸铅在水热条件下合成了一种新型金属配合物[Pb(4,3-pybz)2]_n(1),并对其进行了元素分析、红外光谱、热重表征、X 射线单晶衍射测定。该配合物为正交晶系,Pccn空间群,a=1.070 74(7) nm,b=2.138 03(13) nm, c=0.865 65(5) nm,V=1.981 7(2) nm³,Z=4,D_c=2.023 Mg·m^-3,F(000)=1 152,GOF=1.050,μ=8.549 mm^-1,残差因子R₁=0.013 9,wR₂=0.032 4。该配合物展现了一个具有(4,4)拓扑二维波浪状网络结构,进而通过弱的π-π相互作用拓展为三维超分子体系。此外,室温下配合物1展现了弱的荧光性质。     

基于带隙可调的MAPbI(3-x)Brx钙钛矿电池

采用一步溶液法制备了MAPbI_((3-x))Br_x钙钛矿太阳电池,研究了MABr掺杂含量变化对薄膜形貌及光电性能的影响。研究结果表明,在MAPbI_((3-x))Br_x体系中,随着MABr含量的增加,钙钛矿层晶粒尺寸明显增大;紫外-可见吸收光谱和稳态荧光测试表明峰位发生蓝移;构筑的MAPbI_((3-x))Br_x电池器件的开路电压V_(oc)=1.02 V,光电转换效率PCE为12.68%。     

聚苯乙烯光子晶体薄膜的光化学行为

研究了紫外光照下聚苯乙烯（PS）光子晶体薄膜的表面形貌、光学性质及浸润性变化. 傅立叶红外光谱对紫外光照前后薄膜表面的化学成分进行了表征,结果表明紫外光照后PS微球表面产生亲水性极性基团羰基. 扫描电子显微镜照片表明随着紫外光照时间的延长,PS微球发生收缩、变形甚至熔化. 原位反射和透射光谱表明在光照20 min内,光子晶体薄膜能够保持良好的光学性能,且薄膜由疏水表面转变为亲水表面. 因此,控制光照时间可以制备得到具有良好光学性能的亲水性聚合物光子晶体薄膜,对于光子晶体在特殊环境下的应用具有重要的意义.     

综合创新实验：碳基钙钛矿太阳能电池的制备与性能表征

实验教学对于化学专业学生的创新能力培养至关重要。通过综合实验教学,培养化学专业学生发现问题和解决问题的能力,增强学生对太阳能光伏器件的研究兴趣,树立科研信心,培养学生的创新能力。采用表面工程提高可刮涂的碳基钙钛矿电池的性能,促进界面层间的空穴传输和钙钛矿/碳界面接触,提高电池器件的转换效率。该实验可操作性强,安全性高,可以直观感受光能与电能之间的转化,深入理解光伏器件的工作原理。