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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 光学显微镜揭示了石墨烯的快速、可逆电化学氧化与还原过程

    摘要： 我们通过干涉反射光学显微镜揭示了单层石墨烯在电化学氧化与还原过程中的反应动力学。在300纳米空间分辨率和200毫秒时间分辨率下，我们观测到石墨烯的快速电化学氧化过程及其高效还原为未氧化态的现象。研究发现1.4伏（相对于Ag/AgCl参比电极）为氧化起始电压，并证实该过程由水电解产生的自由基驱动，因此可通过自由基捕获分子完全抑制。此外，氧化过程在纳米尺度上呈现空间异质性，具有缺陷依赖性和历史依赖性特征，并表现出二维体系特有的自限效应。我们进一步证明电化学还原能以可控方式将氧化石墨烯快速逆转为未氧化态，且还原速率强烈依赖于还原电压与pH值，由此得出还原过程中质子与电子存在一一对应关系。除阐明石墨烯的电化学反应机制外，本研究还为通过电化学方法可控生成及精细调控石墨烯衍生物开辟了新途径。

    关键词： 石墨烯，可逆还原，电化学，氧化，光学显微镜

    更新于2025-09-24 04:29:15

  • 含4,4'-双(膦酸甲酯基)-2,2'-联吡啶配体的双环金属铱配合物：光物理性质、电化学特性及高压染料敏化太阳能电池

    摘要： 本报告介绍了两种双环金属铱(III)配合物的合成与表征。单晶X射线衍射显示[Ir(ppy)2(4,4′-双(二乙基膦酰甲基)-2,2′-联吡啶)]PF6呈拟八面体几何构型。这些配合物在近可见-紫外区有吸收特征，并发射绿光，激发态寿命达数百纳秒。其氧化还原性质表现出可逆的氧化和还原行为。[Ir(ppy)2(4,4′-双(膦酰甲基)-2,2′-联吡啶)]PF6能轻易结合纳米结构的SnIV掺杂In2O3和TiO2等金属氧化物载体，同时保持可逆的氧化还原化学特性。当作为光阳极用于染料敏化太阳能电池时，器件开路电压超过1V，这证明了这些铱(III)配合物作为光化学氧化剂的优异性能。

    关键词： 高压、染料敏化太阳能电池、双环金属铱(III)配合物、电化学、光物理

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于发光二极管和显示器的有机电聚合多层膜

    摘要： 在电化学领域，咔唑通常形成二聚体而非聚合物。本研究报道了4,4',4"-三(咔唑基)三苯胺(TCTA)的有机电聚合(OEP)过程通过其高活性/可逆性及同步粘度控制，能形成高度交联的咔唑聚合物。该工艺显著提升了有机发光二极管中空穴传输层和电致发光层的OEP成膜质量，使含TCTA的器件导电率和功率效率分别达到不含TCTA器件的8倍和4倍。基于此成功制备出1.7英寸58ppi单色无源矩阵原型显示器件，在驱动芯片控制下实现了精确像素尺寸和均匀电致发光，证实了有机电聚合在电致发光应用中的巨大潜力。

    关键词： TCTA、聚合反应、电化学、咔唑、有机发光二极管

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 石墨烯量子点修饰的ZrO2纳米花用于电化学免疫传感

    摘要： 本研究采用简便的一锅水热法合成了氧化锆修饰的石墨烯量子点杂化纳米结构(GQDs@ZrO2)，并将其作为高效电化学传感探针。该水热过程同步实现了柠檬酸碳化为GQDs与ZrO2纳米粒子的生长。电子显微镜图像显示GQDs@ZrO2纳米结构呈纳米花形貌，平均直径17-3.5纳米。X射线光电子能谱、zeta电位、紫外可见及荧光表征证实了合成产物中ZrO2纳米粒子与GQDs的存在。该杂化材料有效抑制了GQDs的堆叠，提供了充足的官能团活性位点和高电子传输速率，从而显著提升了电化学生物传感性能。GQDs@ZrO2/ITO电极表面的氧基团为抗体共价结合创造了理想环境。所构建的BSA/抗OTA/GQDs@ZrO2/ITO免疫传感器展现出优异的生物传感特性：检测范围1-20 ng/mL，灵敏度5.62 μA mL/ng cm2，检出限0.38 ng/mL，对加标咖啡样品中赭曲霉毒素A的平均回收率达95%。

    关键词： 生物传感器、赭曲霉毒素A、电化学、石墨烯量子点、氧化锆

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 喷涂法制备的硫化铅纳米晶体作为无铂染料敏化太阳能电池（DSSCs）的高效对电极材料

    摘要： 本研究旨在用低成本硫化铅（PbS）替代铂等昂贵的对电极材料。以黄原酸铅为前驱体材料合成PbS，将不同浓度的前驱体溶液喷涂于导电玻璃基底后，在空气氛围中经不同温度与时间热处理。当在120°C加热2小时时形成立方晶系PbS晶体。通过场发射扫描电镜（FESEM）和X射线粉末衍射（XRD）分析证实所得PbS纳米晶体不含前驱体残留。循环伏安法（CV）测试表明PbS晶体具有良好的电化学性能。结果显示PbS作为催化剂材料在对电极中表现出优异催化活性，优化条件下PbS基染料敏化太阳能电池（DSSC）的功率转换效率（PCE）达4.71%，略低于相同条件下制备的铂基器件（5.34%）。

    关键词： 光敏化、催化剂、电化学、光伏、硫化铅

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 使用双(N-1,4-苯基-N-吗啉代二硫代氨基甲酸酯)锡(II)配合物制备的HDA封端SnS纳米晶光伏电池的电化学性能

    摘要： 根据拟议应用，选择封端剂的基础需充分考虑以适应特定的表面、尺寸、几何形状和官能团。上述任何因素的变化都可能影响纳米材料的特性。在单源前驱体法中采用十六胺（HDA）作为封端剂，可制得具有良好量子效率光致发光和理想粒径的优质量子点（QDs）敏化材料。通过结构、形貌和电化学仪器评估了敏化剂的特性与效率。循环伏安法（CV）结果显示两种材料均呈现还原峰和氧化峰。SnS/HDA与SnS光敏剂的XRD图谱在27.02°处显示出与正交晶系SnS相关的十一个衍射峰。SnS/HDA的电流密度-电压（I-V）测试性能优于SnS敏化剂。伯德图结果表明SnS/HDA光敏剂的电子寿命（τ）较SnS光敏剂更优。这些结果证实，由于HDA封端剂的存在，SnS/HDA较SnS敏化剂展现出更优异的性能。

    关键词： 光伏电池、量子点、半导体、电化学、单源前驱体

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用莫特-肖特基技术评估的激光标记纹理生物材料

    摘要： 本研究通过Mott-Schottky方法评估了光纤激光打标与织构化技术对ISO 5832-1不锈钢表面的影响。该材料是永久性植入物制造中最常用的生物材料之一。研究发现，与未经处理的生物材料相比，脉冲激光处理通过改变表面粗糙度、微观结构和化学成分，降低了材料的耐腐蚀性，进而影响表面钝化性能。本研究中，Mott-Schottky技术能高度敏感地识别表面处理方式（打标与织构化）的影响——根据激光脉冲频率变化对氧化层电子特性的作用。研究提出半导体行为的变化是解释Yb光纤激光雕刻与织构化处理区域局部腐蚀敏感性增强的主要机理。

    关键词： 电化学、激光、纹理化、生物材料、标记

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 双功能纳米尺度组装体：多态电致变色与电荷捕获释放耦合

    摘要： 我们展示了一种金属有机双层结构中可控的电荷捕获与释放过程，并伴随多种颜色变化。该金属有机材料具备的双重功能为理解金属介导的电子传输路径提供了基础认知。电化学过程中会出现鲜明的四阶段颜色转变：红色、透明、橙色及棕色。该双层结构包含两个组分：(i) 由定义明确的聚吡啶钌配合物层构成、附着于柔性透明电极上的纳米级栅极；(ii) 由与栅极表面结合的同构铁配合物组成的电荷存储层。该栅极能根据电压变化调控或阻断电子传输。电荷的存储与释放取决于钌配合物层（即栅极）的氧化态。结合电化学与光学数据分析揭示了作用机制：双层结构的棕色直接关联中间态钌物种的形成，为证实通过栅极介导的催化性正电荷释放提供了证据。

    关键词： 薄膜、电荷存储、电致变色、金属有机化合物、电化学

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 电化学加工工艺去除激光烧蚀钛合金表面的重铸层

    摘要： 激光加工表面形成的重铸层通常较为脆弱，由残余应力和微裂纹组成。因此需要去除重铸层，以防止脱落的重铸颗粒污染工件，进而影响制件的功能性和使用寿命?？刹捎玫缁Ъ庸すひ杖コぜ砻娴闹刂峁?。本研究利用电化学加工工艺去除钛合金(Ti-6Al-4V)激光铣削产生的重铸层，对比分析了电化学溶解前后激光铣削腔体的表面、亚表面及尺寸变化。研究发现：电化学加工可去除大部分重铸层，且随着加工时间延长，腔体深度增加；高激光功率不仅会增加重铸量，还会在工件表面产生微孔和裂纹等缺陷——这些缺陷会在电化学溶解过程中被复现，导致微孔和裂纹扩大并加剧表面粗糙度；此外，经过5400秒电化学溶解后，热影响区的去除率可达21%。本研究成果可为激光切割表面的重铸层去除和去毛刺提供指导依据。

    关键词： 电化学、加工、钛、重熔、激光

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 9,9'-双芴基衍生物作为新型空穴传输材料在光伏应用中的潜力

    摘要： 设计了一系列新型9,9'-二亚芴衍生物，以研究烷基链长度对选定物理性质的影响。通过核磁共振波谱（1H、13C、H-H COSY、H-C HMQC、H-C HMBC）和元素分析确认了合成化合物的结构。这些化合物表现出高热稳定性，在388-400°C范围内分解。差示扫描量热法研究表明，它们能从晶态转变为具有较高玻璃化转变温度的非晶态材料。将烷基链从乙基替换为丁基会显著降低熔点和玻璃化转变温度。合成的衍生物具有可逆的电化学氧化还原性能，且能带隙极低（1.47和1.79 eV）。它们强烈吸收波长至550 nm的光，并在550-750 nm范围内呈现微弱吸收带。在钙钛矿太阳能电池中测试了其空穴传输能力，并研究了Li+掺杂浓度对这些化合物光伏器件性能的影响。需特别指出的是，采用乙基取代的9,9'-二亚芴衍生物作为空穴传输材料时，钙钛矿太阳能电池器件效率达到7.33%，高于参比电池所用spiro-OMeTAD的4.40%。

    关键词： 布赫瓦尔德-哈德威格反应、电化学、钙钛矿太阳能电池（PSC）、空穴传输材料、9,9'-二芴基衍生物

    更新于2025-09-12 10:27:22