碳化细菌纤维素在钙钛矿太阳能电池对电极中的研究

在高效的钙钛矿太阳能电池(PSCs)中，通常采用贵金属对电极(Au、Ag)和昂贵的空穴传输材料(HTM)，导致了高成本和不稳定等问题.该研究使用稳定的无HTM的CsPbBr3纯无机钙钛矿的PSCs，将结构优异的天然纳米生物材料细菌纤维素(BC)经过高温碳化得到具有纳米精细结构、大表面积和孔容的多介孔碳化细菌纤维素(CBC)材料，对该材料进行SEM、XRD、FT-IR、比表面积、电导率测试以证实该材料在PSCs上的应用潜质.根据PSCs对电极的应用需要，将CBC及其与商业导电碳浆(CS)混合物作为PSCs对电极材料，通过J-V、IPCE等测试，发现纯CBC材料的电池效率高于纯CS，在作为PSCs对电极方面具有很大的潜力.该研究不仅扩大了生物质碳材料的应用领域，而且有望将CBC作为低成本稳定高效PSCs对电极材料.     

碳材料电极在无空穴传输层钙钛矿太阳能电池中的应用进展

目前,在高效率钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)中,金、银等贵金属对电极和昂贵的空穴传输材料已成为标配,导致电池成本较高,严重阻碍了钙钛矿太阳能电池的推广与发展,开发价格低廉的对电极及空穴传输材料迫在眉睫.碳材料具有价格低廉、化学性质稳定、导电性好、空穴提取能力强等优点,近年来以其作为无空穴传输层钙钛矿太阳能电池对电极的研究取得了 一定的成果.本文介绍了碳基无空穴传输层钙钛矿太阳能电池的器件结构及工作原理,并以碳材料种类为划分依据,分别综述了石墨/炭黑、碳纳米管、导电碳浆、碳墨、石墨烯等多种碳材料作为钙钛矿太阳能电池对电极的研究进展,指出现有研究工作中存在的局限性,并简要说明该领域未来的发展方向.     

表面等离激元共振成像技术在识别和确认诱导多能干细胞生物标记中的应用(英文)

诱导多能干细胞(i PSCs)是再生医学领域,尤其是细胞治疗和药物筛选研究中非常有吸引力的细胞来源.然而,再生医学需要对i PSCs进行快速、精准鉴别.在本研究中,我们开发了针对多能性生物标记物的抗体阵列,分别以胚胎干细胞(ESCs)和鼠成纤维细胞(MEF)裂解液作为阳性和阴性对照,应用快速且无需标记的表面等离激元共振成像(SPRi)技术对i PSCs裂解液中的多种抗原进行检测.每一种抗体都与i PSC裂解液中相应的抗原显示出特异性识别.这一结果表明,SPRi技术适合于检测i PSCs裂解液中的多种抗原,并具有通用性,利用SPRi技术可以用于对干细胞裂解液中生物标志物的高通量鉴别分析.     

PDDA/CNTs对电极在DSSCs中的应用

对电极是染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)的重要组成部分,将PDDA(poly dimethyl diallyl ammonium chloride)功能化的碳纳米管的复合材料PDDA/CNTs(carbon nanotubes)用作对电极,取代传统的高成本Pt对电极可降低成本。文章用滴加法将复合材料水溶液滴加到导电玻璃基底FTO(fluorine-doped tin oxide)上,制备成对电极薄膜;分析了PDDA/CNTs对电极电池的光电性能及其主要影响因素以及电池的稳定性。该文最优化的电池光电转换效率η和单色光光电转换效率(IPCE)分别达到5.65%和61.6%,相对于纯CNTs对电极组装的电池,其光学性能明显提高。分析结果表明,PDDA/CNTs复合材料是DSSCs中Pt对电极较好的替代品。     

CNTs掺杂GF/EP复合材料的摩擦磨损性能的研究

将2%的碳纳米管（CNTs）掺杂到玻璃纤维（GF）增强环氧树脂（EP）复合材料中,研究了CNTs对GF/EP复合材料的摩擦磨损性能的影响。将一部分CNTs进行表面酸化处理（采用HNO₃和H₂SO₄的混酸）,酸化后的CNTs采用红外光谱仪（FTIR）分析。对比研究了酸化前后的CNTs对复合材料摩擦磨损性能的影响。实验结果表明:CNTs能够有效地降低复合材料的摩擦系数并提高复合材料的磨损率,酸化后的CNTs的性能更佳。复合材料的磨损表面采用扫描电镜（SEM）观察。     

MOFs在钙钛矿太阳能电池中的应用

钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells, PSCs)因其迅速发展的能量转换效率而备受关注.提高PSCs性能特别是稳定性仍是人们研究的热点.金属有机框架(Metal-organic frameworks, MOFs)因其高比表面积的孔隙结构、功能结构可设计性强等优点,被应用在钙钛矿太阳能电池中,表现出优异的性能.总结了MOFs在调控钙钛矿的结晶、钝化缺陷、提高载流子的迁移率和其他功能方面的研究,并提出了目前PSCs研究中MOFs存在的卡脖子问题及可优化的方向,对进一步提高MOFs在增强PSCs器件的效率和稳定性方面的价值具有重要意义.     

高亮度碳纳米管背光源的制备及特性研究

利用酸化及球磨工艺对碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)进行表面改性及分散处理,通过丝网印刷技术制备碳纳米管阴极并真空封装碳纳米管背光源原型器件.透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)分析表明,酸化及球磨处理后的碳纳米管表面产生管壁缺陷并分散均匀,有利于改善碳纳米管场发射性能.通过器件性能测试,亮度高达到5 000 cd·m-2,稳定发射35 h,发射电流无明显衰减.     

水热法制备碳纳米管/钡铁氧体复合材料

采用水热合成法对碳纳米管(CNTs)进行酸化处理,并且合成钡铁氧体包覆CNTs的新型纳米复合材料,使用红外光谱仪(FT-IR)对酸化CNTs的表面官能团进行表征,使用X线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的物相和形貌进行表征。结果表明:60℃水热法酸化能有效地除去CNTs中的无定形杂质,并在表面引入大量极性基团;在200℃下,Ba2+与Fe3+摩尔比在3∶12和4∶12时,水热合成了结晶程度较高的BaFe12O19/CNTs复合材料,CNTs表面均匀地覆盖了一层BaFe12O19;随着反应体系中Ba2+比例的升高,BaFe12O19的结晶程度有相应提高。     

制备条件对碳基磺酸化固体酸性能的影响

以蔗糖为原料,浓硫酸为磺酸化试剂制备了碳基磺酸化固体酸材料,着重考察了磺酸化温度及硝酸预处理对其催化性能的影响．结果表明,提高磺酸化温度,或在磺酸化前增加硝酸预处理可提高催化剂表面的总酸量,从而提高催化剂在酸催化反应中的活性．同时,对于一些反应条件苛刻的催化反应如对苯二酚烷基化,硝酸预处理还可提高催化剂的稳定性,这可能与硝酸预处理改变了磺酸基团与碳材料的“铆合”形式有关．     

1,4-丁炔二醇温和条件下Pd-Ni基加氢催化剂的研究

鉴于1,4-丁炔二醇加氢制1,4-丁二醇的生产工艺一般涉及高压高温,分别以α-Al2O3和碳纳米管(CNTs)为载体,研究了近室温(30℃)近常压(0.2MPa)下1,4-丁炔二醇的Pd(Ni)基催化剂的加氢性能及其结构特征.结果发现,Pd-Ni双金属催化剂可以实现1,4-丁炔二醇的完全转化.对于产物1,4-丁二醇的选择性,还原法制备的1%Pd-1%Ni/CNTs仅达60.6%,而分步浸渍法制备的1%Pd-1%Ni/α-Al2O3和1%Pd-1%Ni/CNTs则分别达到89.1%和98.9%.X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)及透射电镜(TEM)等表征结果表明:具有合适相互作用、合金形式(部分)以及高度分散的Pd-Ni物种对1,4-丁炔二醇加氢具有重要作用,有利于反应中间产物1,4-丁烯二醇进一步加氢至1,4-丁二醇;且CNTs具有较优的储氢能力,以CNTs为载体有利于提高Pd-Ni基催化剂表面的氢浓度,进而促进1,4-丁烯二醇加氢.