一个飞速发展的领域:非富勒烯有机太阳能电池受体材料

有机太阳能电池作为解决能源问题的重要手段之一,2006年以来得到了深入的研究.其电子受体材料较多地局限在富勒烯及其衍生物领域,由于其光谱吸收窄、溶解性差、成本高、生产过程中环境不友好等问题,迫使科学家们寻找新的受体材料.近年来,非富勒烯电子受体材料吸引了科学家们的关注.非富勒烯受体材料的光谱吸收宽,溶解性好,结构可控,易加工等特点决定了其在有机太阳能电池领域有广泛的应用.综述了2011年以来非富勒烯有机太阳能电池受体材料领域的进展,并对其将来的发展进行了展望.     

超材料技术的研究进展

超材料作为近年来研究热门之一,其所拥有的奇异特性具有非常大的应用前景.作为一种利用物体结构排列次序而使其产生特异性能的材料,其材质、结构形状以及结构尺寸直接决定了超材料的电磁特性.本文分析了超材料奇异的电磁特性和发展现状.     

高容量型锂离子电池硅基负极材料的研究进展

硅基负极材料由于其具有高容量而被广泛研究,该材料在充/放电过程中巨大的体积变化、低的循环寿命和初始库仑效率阻碍了其商业化应用. 本文分析了硅基负极材料的工作原理,回顾了其在脱/嵌锂过程中的晶体结构、表面/界面的变化以及提高其电化学性能的方法,讨论了锂离子电池硅基负极材料的前景.     

桥面铺装黏结材料的制备与性能研究

制备并研究了新型桥面黏结材料.选用柔性和耐久性能优越的单组分聚氨酯作为黏结材料,探讨了其与集料的黏结机制.利用优质集料和国际稀浆封层协会微表处技术指南(ISSA A143)中Ⅱ型级配制备出了新型桥面黏结材料.性能研究表明其具有良好的抗拉伸剪切性能、抗疲劳性能和抗水损害性能.该材料是一种性能优良的桥面铺装材料.     

碳纳米材料对水泥基材料耐久性的影响研究

随着工程环境日趋复杂,水泥基材料的耐久性问题成为其发展的制约因素.碳纳米材料可促进水泥水化、从微观角度优化水泥基材料内部结构,进而有效强化其耐久性.综述了碳纳米材料对水泥基材料耐久性强化的最新进展,重点讨论碳纳米材料的分散性、强化机理,并对碳纳米材料应用于水泥基材料中存在的问题及发展方向进行了探讨.     

氮化碳材料的研究进展

氮化碳材料是通过理论计算设计的化合物材料,其研究在科学和技术上具有重大意义,是凝聚态物理学和材料科学研究的热点之一.本文总结了氮化碳材料的结构预测、表征、合成的研究进展,并且讨论了这类材料的性能,尤其是电导率的研究现状.     

锂离子电池硅基负极材料的研究进展

硅作为地球上储量丰富的材料,因为其具有较高的理论比容量和较低的电压平台而成为最有前途的锂离子电池负极材料.但是,硅负极材料具有较大的体积膨胀效应、低电导率、循环性能差等特点,成为阻碍其商业化的最大障碍.研究者们采取了各种方法来克服这些困难.本文总结了近期硅基负极材料通过纳米化、复合化、结构特殊化等方法来提高电池性能的最新进展,并展望硅基负极材料的发展方向.     

稀土介孔功能材料研究进展

稀土介孔功能材料由于其在催化、吸附以及制备功能性材料方面具有潜在的应用价值,近年来引起人们的广泛关注.层状、六方、立方结构相的稀土掺杂和纯的稀土介孔功能材料相继被合成.文章系统综述了近几年来在稀土介孔功能材料合成以及提高其水热稳定性等方面的研究进展工作.     

高水胶体防灭火材料物化性能实验研究

高水胶体防灭火材料现已被广泛的应用于矿井火灾的防治.为了详细了解胶体材料的防灭火条件、应用条件及其对环境的要求,更好的发挥其防灭火特性,扬长避短,针对其胶凝时间、粘度、强度、失水性和渗透性进行了系统的实验研究,得到了其性能的变化规律及影响因素,为提高该材料的现场应用效果和对其进行改性研究提供了基础和条件.     

石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展

石墨烯具有独特的结构、优异的性能,在诸多领域有广泛的应用.石墨烯层的原子均为表面原子,其表面积非常大,是天然的吸附材料.其易于制备、成本低廉等优势使得石墨烯吸附材料成为水处理研究中的热点.石墨烯及其复合材料已经在重金属、染料、杀虫剂、抗生素、石油等污染物的治理方面得到应用.综述了石墨烯吸附材料的制备方法以及其在污水处理方面的应用.分析了污染物在石墨烯吸附材料上的吸附行为,并讨论了石墨烯与污染物的相互作用.着重关注官能团对石墨烯吸附材料性能的影响,从化学视角提出了设计高效石墨烯吸附剂的思路.     

银基半导体光催化材料的应用研究进展

银基半导体材料具有良好的可见光响应特性和等离子体效应,因此银基材料作为可见光响应的材料广泛用于可见光光催化材料的构筑,以及应用于光分解水制氢、光降解污染物、抗菌等领域.文章从银基材料所含金属种类的不同,从一元金属到多元金属银质材料以及复合银基材料方面的研究进行了综述,并概述了其主要应用.最后,展望了银基半导体材料在光催化材料的构筑及应用方面的未来发展趋势.     

稀土纳米材料的特性及应用

本文概述了稀土纳米材料近几年的研究进展,重点介绍了稀土纳米材料在陶瓷、催化剂、永磁材料、发光材料、环保材料等领域的应用,对其发展前景进行了展望.     

CuO作为锂离子电池负极材料的研究进展

负极材料是影响锂离子电池性能的主要因素,CuO材料由于其理论比容量高(670mAh/g)、化学和热稳定性好、易合成、资源储量丰富及环境友好等优点备受人们的关注.主要对CuO材料作为锂离子电池负极材料的储锂机理、制备方法和对材料进行改性提高其电化学性能的方法进行综述,展望了CuO电极材料的研究趋势和发展前景.     

纳米多孔配位聚合物的研究进展

纳米多孔材料可用作催化剂、气体储存材料和光电子器件,是目前新型多孔材料的研究热点之一.借助自组装技术,选择羧酸类、联吡啶类和吡啶羧酸类化合物作为桥联配体,可获得一维、二维和三维的多孔配位聚合物.简要综述了该类纳米多孔配位聚合物的设计原理、合成路线和应用前景,评价了其合成方法的优缺点.由于其特殊的结构和性质,纳米多孔配位聚合物将发展成为具有光、电、磁等性质的多功能材料.     

超级电容器电极材料的结构设计

超级电容器由于具有功率密度大和循环寿命长的优势受到了广泛的关注.电极材料是超级电容器的核心部分,是发展高性能超级电容器的关键要素.电极材料的组成、晶体结构、微纳结构形态等对其电化学性能具有重大影响.赝电容电极材料的性能与晶体内部的孔道结构密切相关,具有大孔道的电极材料其比容量明显高于只含有小孔道的电极材料.合理调控电极材料微纳结构形态如设计多孔结构、中空结构有利于增大电极的电化学活性表面,进而获得更多的电荷存储量,是提高储能性能的有效途径之一.将赝电容电极材料与导电基体复合生长可以提高材料整体的电导率,进而提高材料的比容量与倍率性能.通过对超级电容器电极材料结构的合理设计进而实现其储能性能的提高已经成为电化学储能领域的研究热点,对于推动超级电容器的发展具有重要意义.     

新型巷旁充填材料研究

研制性能优良、成本低廉的充填材料是巷旁充填的关键技术.本文介绍了一种新型巷旁充填材料——以煤矸石、粉煤灰为主体的天然硬石膏混合充填材料,其胶凝与力学性能及配比参数优化试验研究,并阐述了该充填材料应用前景.     

橡塑隔热节能材料的应用展望

随着橡胶和塑料产品应用的飞速增长,在橡塑产品加工过程中,如何隔热节能已成为不可忽视的问题.橡塑隔热节能材料既要耐高温、高强度,又要隔热节能、抗震降噪,属于结构功能一体化材料.总结了橡塑隔热节能材料的种类和作用,分析其导热机理,给出了材料设计优化机制,对未来重点研究方向进行了展望,以期推动隔热节能材料在橡塑行业的研究、应用和发展.     

钙钛矿太阳能电池中空穴传输材料的研究进展

人口的快速增长导致化石燃料即将消耗殆尽,人们急需寻找新型清洁的可持续能源.太阳能正是这样一种理想的能源,其利用方式之一就是太阳能电池.钙钛矿太阳能电池是一种新型的太阳能电池,其快速提升的光电转换效率引起了人们的广泛关注.其中,空穴传输材料的使用不仅增加了电池的稳定性还提高了光电转换效率,为钙钛矿太阳能电池的发展带来了新的契机.因此,研究空穴传输材料的特点和作用机理并设计合成新型高效的空穴传输材料,对进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率是十分重要的.本文从钙钛矿太阳能电池的发展历程出发,简要介绍了钙钛矿太阳能电池的基本结构和工作原理,然后重点阐明各种空穴传输材料的性能.Spiro-OMeTAD是钙钛矿太阳能电池中最受欢迎而且最经典的空穴传输材料,被广泛地应用于各种钙钛矿太阳能电池中,得到了非常高的光电转换效率.但是,这种材料合成复杂、提纯困难、价格昂贵,这就极大地限制了大规模商业化应用的可能.因此,人们开始致力于寻找Spiro-OMeTAD的替代品.近年来,开发的空穴传输材料包括无机p型半导体、聚合物和有机小分子空穴传输材料,其中有机小分子空穴传输材料具有合成简单、价格低廉、原材料丰富等特点而展示出了强劲的发展态势.本文重点介绍了四类有机小分子空穴传输材料,包括Spiro型空穴传输材料、含三苯胺型空穴传输材料、含噻吩型空穴传输材料和其他小分子空穴传输材料.虽然上述空穴传输材料各具特色,有些空穴传输材料在某些方面还显示出了非常优越的性能,但是还没有一种空穴传输材料能在各个方面与Spiro-OMeTAD媲美.所以,空穴传输材料的研发工作还任重而道远.本文对2012至2017年间关于空穴传输材料的文献进行了系统的介绍,总结并评述了各类空穴传输材料的性能,归纳了各种空穴传输材料的优缺点,并对未来高效稳定的空穴传输材料的发展方向进行了展望.     

新型碳材料课程教学的改革浅析

碳材料种类繁多,是自然界普遍存在的一种材料.以富勒烯、石墨烯和碳纳米管为代表的新型碳材料是当今研究的热点.碳材料优异的光学、力学、电学和热学性质,使得其有望在光学、力学、电学、热学领域都会有广泛应用,高校在这几个领域的相关教学中也纷纷开设了碳材料相关的教学课程.该文介绍了我国大学新型碳材料课程的教学特点与现状,分析了新形势下新型碳材料课程教学工作中存在的问题及原因,最后就笔者的教学体会对新型碳材料的课程教学提出了几点建议.     

电磁超材料与增益材料研究现状与进展

电磁超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料,具有广阔的应用前景.目前,电磁超材料实际设计中出现的窄带宽和高损耗等问题,限制了其进一步的应用.对于电磁超材料中贵金属结构的损耗,通过引入增益材料可降低甚至完全补偿其损耗.该文首先回顾超材料的历史发展过程,介绍其国内外的研究现状;然后归纳超材料在发展过程中遇到的问题,着重介绍如何通过引入增益材料来弥补超材料中的金属损耗.