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化学剥离的1T相过渡金属二硫化物纳米片用于透明抗菌应用
摘要： 二维过渡金属硫族化合物（TMDs）因其优异的电学性能和生物相容性等特性，在众多应用领域展现出广阔前景。值得注意的是，1T相TMDs凭借其八面体金属配位的金属性质备受关注——通过化学插层剥离过程，可实现从半导体性2H相到金属性1T相的相转变。就抗菌应用而言，1T相TMDs在细菌膜与纳米片间能实现高效电荷转移，具有显著潜力，但其生物相互作用机制尚未深入探究。为填补这一空白，本研究系统考察了二硫化钼（MoS2）、二硫化钨（WS2）和二硒化钼（MoSe2）等1T相TMDs对革兰氏阴性菌大肠杆菌的抗菌活性，发现其通过产生活性氧物种、氧化谷胱甘肽等化学功能团来降低细菌存活率。研究证实金属性1T相TMDs具有高效抗菌能力，并从导电性和化学氧化特性角度阐释了杀菌机制：电荷从细菌膜向TMDs的持续转移导致细菌结构不断破坏及细胞组分流失。此外，我们制备了含1T相TMDs的透明抗菌薄膜，其中分散固定的TMD纳米片及其基面在抗菌过程中发挥关键作用，为实际生物医学应用奠定基础。这些发现不仅揭示了1T相TMDs作为抗菌表面构建单元的巨大潜力，也为其在生物医学领域的广泛应用提供了重要依据。
关键词： 1T相、电荷转移、抗菌活性、氧化应激、过渡金属二硫化物
更新于2025-11-21 11:08:12
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基于界面电场调控的Z型Bi2WO6/CuBi2O4异质结用于高效可见光催化降解四环素
摘要： 为去除废水中的四环素（TC），通过溶剂热法将Bi2WO6（BWO）纳米颗粒负载于CuBi2O4（CBO）纳米棒上，合成了一种高效的二元Bi2WO6/CuBi2O4 Z型异质结光催化剂。所得Bi2WO6/CuBi2O4复合材料对TC的光催化降解活性是纯CBO纳米棒的五倍以上。循环实验表明，即使在四次循环后，最优Bi2WO6/CuBi2O4光催化剂仍能在60分钟内光降解超过91%的TC。SEM、瞬态光电流响应和EIS测试结果表明，BWO负载的溶剂热过程可在CBO表面引入具有高密度负电荷的粗糙表面，有助于高效的光生载流子转移。XPS、Mott-Schottky曲线和PL光谱揭示，BWO的负载及界面电荷重排可诱导Z型异质结界面电场的形成，赋予Bi2WO6/CuBi2O4复合材料优异的氧化还原能力。光催化机理研究表明，空穴（h+）和超氧自由基（?O2?）是光降解过程中的主要活性氧物种（ROS）。该研究为制备高效Z型光催化剂用于光催化降解提供了新途径。
关键词： 电荷转移、Z型异质结、环境材料、界面电场、光催化、四环素降解
更新于2025-11-21 10:59:37
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调节碳纳米点上的官能团及抗氧化研究
摘要： 碳纳米点（CNDs）通过清除二苯基-1-苦肼基自由基（DPPH?）和活性氧等氧化性自由基展现出良好的抗氧化能力。虽然部分研究表明其抗氧化活性与表面羧基（–COOH）等活性基团的质子供体作用相关，但CNDs表面官能团如何具体影响氧化清除效能及相关机制尚不明确。本研究通过紫外-可见光谱和电化学方法，分别修饰CNDs表面的羧基和氨基官能团，探究其与DPPH?自由基分子间相互作用的独立影响。结果表明，羧基和氨基均通过直接或间接的氢原子转移反应对DPPH?发挥抗氧化作用。
关键词： 碳纳米点、自由基清除、电化学、官能团、抗氧化、电荷转移
更新于2025-11-19 16:56:35
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基于噻吩的发色团的可调光物理性质：联合实验与理论研究
摘要： 本文报道了六种具有D-π-A结构的新颖噻吩衍生物(ThD)的合成及光物理性质。研究对象为三种硝基苯基(1)BT-Th-NO2和三种苯甲腈(2)BT-Th-CN，它们分别取代芳香环的不同位置((a)邻位、(b)间位或(c)对位)。这些染料通过简单的三步合成法获得，其化学结构经1H和13C核磁共振、红外光谱及高分辨质谱确认。我们通过实验与理论相结合的方法探究了位置异构体对光学性质的影响。采用稳态及时间分辨光谱技术研究了光物理性质，并辅以量子化学计算验证结果。TD-DFT计算表明电荷转移强度与观测到的光学性质相关联。此外，还明确了受体位置对光致发光光谱、荧光量子产率及发射寿命的影响。研究表明，仅需改变合成反应中的单一步骤，即可实现ThD光学性质在宽光谱范围内的调控。
关键词： 推拉型发色团、噻吩衍生物、TD-DFT、量子产率、电荷转移
更新于2025-11-19 16:46:39
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用于有机太阳能电池的新型PVK与F8BT共聚物：设计、合成、表征及理论研究
摘要： 通过化学氧化法设计并制备了与聚(9-乙烯基咔唑)和聚(9,9-二辛基芴-alt-苯并噻二唑)耦合的新型PVK-F8BT共聚物，用于有机太阳能电池应用。采用多种互补技术（红外光谱、光吸收、稳态及瞬态光致发光）研究了其结构与光物理特性。PVK-F8BT展现出覆盖200-700纳米波长范围（包含太阳光谱）的宽吸收带，并凸显了电荷转移过程。此外，该共聚物具有1.9电子伏特的低带隙，其平均寿命（2.62纳秒）长于F8BT。与PVK和F8BT相比，所得共聚物呈现独特光学特性。结合基于密度泛函理论和含时密度泛函理论的计算方法进行实验分析，以深入理解结构-性能关联。进一步利用PVK-F8BT的DFT与TD-DFT计算优化了基于体异质结结构的有机光伏共聚物复合材料（以1-(3-甲氧羰基)丙基-1-苯基-[6,6]-C61为受体），使带隙降至1.69电子伏特，光电转换效率达约7%。本研究成功发现了一种极具潜力的新型光伏材料。
关键词： TD-DFT、光学性质、太阳能电池、给体-受体、电荷转移
更新于2025-10-22 19:40:53
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基于2-(1,1-二氧代苯并[b]噻吩-3(2H)-亚基)丙二腈(BTD)的苯乙烯基发色团——线性和非线性光学性质的溶剂化显色与计算研究
摘要： 采用密度泛函理论(DFT)研究了十二种苯乙烯基染料的线性和非线性光学性质。长程分离杂化CAM-B3LYP和全局杂化BHandHLYP方法估算出较高的二阶超极化率。发现平均极化率(α0)、极化率各向异性(Δα)、静态一阶超极化率(β0)和二阶超极化率(γ)在CAM-B3LYP中的估算值高于BHandHLYP。随着键长交替(BLA)增大，一阶超极化率升高。多元线性回归分析(MLR)表明溶剂碱度、极化率和双极化率是吸收溶剂化色移的影响因素。供体强度和共轭程度增加时偶极矩比值增大，这支持了电荷转移机制。含二烷基胺供体的发色团具有更高的优值(FOM)和本征超极化率。随着亲电性指数显示的稳定性降低，超极化率升高。评估了α0、β0和γ之间的相互关系，显示出良好的线性拟合。沿共轭链的正弦势振幅增大会导致吸收红移和超极化率升高。含2-哌啶噻吩供体的染料表现出较高的分子静电势。
关键词： NLO（非线性光学）、电荷转移、DFT与TD-DFT（密度泛函理论与含时密度泛函理论）、吸收、溶剂化变色效应
更新于2025-09-23 15:23:52
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硫酸溶液处理对丝网印刷PEDOT:PSS的粘附性、电荷转移及催化性能的影响
摘要： 在掺氟氧化锡（FTO）基底上丝网印刷聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）薄膜，以提高其电荷转移效率。后处理过程中采用不同浓度的H2SO4溶液，包括浓硫酸以及用水或二甲基亚砜（DMSO）稀释的H2SO4溶液。通过胶带剥离测试评估处理后薄膜的附着力，利用电流感应原子力显微镜研究薄膜表面形貌及垂直方向的电荷转移情况，并通过电化学测量表征PEDOT:PSS薄膜对I3-还原的催化活性。研究发现，选择合适的H2SO4溶液对提高电荷转移效率和催化性能至关重要，同时能保持薄膜在基底上的可靠附着，其中H2SO4/DMSO作为后处理溶液效果最佳。基于不同后处理溶液中溶液、PEDOT:PSS与基底之间的相互作用差异，提出了相应的机理示意图。
关键词： 电荷转移、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)、丝网印刷、催化、后处理
更新于2025-09-23 15:23:52
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三维石墨烯/溴化银/银级联气凝胶用于高效光催化杀菌
摘要： 设计具有高效电荷载流子分离与转移能力的半导体光催化剂，仍是实现目标氧化还原反应人工光合成的长期目标。本研究报道了一种具有高效电荷载流子分离特性的三元级联整体式复合材料——还原氧化石墨烯气凝胶/溴化银/银（RGA/AgBr/Ag），其在光催化杀菌方面展现出远超纯溴化银的活性?；硌芯勘砻鳎夯乖趸┢海≧GA）骨架与银纳米颗粒作为电子接力介质，促进了电荷载流子的分离与转移；此外，光催化消毒过程中溴化银光还原生成的金属银纳米颗?？山徊角炕绾稍亓髯臃掷?。对照实验证实，银纳米颗粒表面等离子体共振（SPR）激发的热电子也对提升RGA/AgBr/Ag的光活性具有贡献。多种电子转移行为的协同作用，最终使该RGA/AgBr/Ag气凝胶材料在具备便捷可回收操作性的同时，显著提升了杀菌光催化性能。
关键词： 电荷转移、气凝胶、溴化银、银纳米粒子、还原氧化石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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调控共轭微孔聚合物中的电荷转移以实现光催化产氢
摘要： 供体-受体型共轭微孔聚合物的带隙工程是提升太阳能收集效率以实现光化学水分解的潜在途径。本文报道了一系列供体-受体型CMPs（四苯基乙烯(TPE)=供体，9-芴酮(F)=受体）F0.1CMP、F0.5CMP和F2.0CMP的设计与合成，这些材料具有可调谐的带隙及从水中催化产氢的光催化性能。该类供体-受体CMPs在可见光区（λmax=480 nm）呈现分子内电荷转移(ICT)吸收，通过增加9-芴酮含量可将其带隙精细调控至2.1-2.8 eV范围。值得注意的是，荧光寿命衰减分析证实：这些聚合物还表现出电荷转移发射（540-580 nm范围），其能量源自未参与电荷转移作用的其他TPE链段。随着9-芴酮含量增加，聚合物发光颜色可从绿色调变至红色。与不含芴酮的聚合物(F0.0CMP)相比，供体-受体型CMPs（F0.1CMP、F0.5CMP和F2.0CMP）的光催化活性显著增强，这主要归因于其优异的可见光吸收能力和低带隙特性。其中带隙最优（2.3 eV）的F0.5CMP在可见光照射下展现出最高的氢气析出效率。此外，所有聚合物均表现出优异的有机溶剂分散性，且易于加工成固体薄膜。
关键词： 可见光吸收、共轭聚合物、光催化、电荷转移、能量转移
更新于2025-09-23 15:23:52
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镧系-紫精金属有机框架的多功能可切换响应特性
摘要： 金属-有机框架（MOFs）为设计响应性材料提供了引人入胜的平台。如何充分调动MOF的多个组分协同实现多重响应性能仍具挑战。本研究报道了一种离子型Eu(III) MOF通过阳离子缺电子紫精单元与可交换客体阴离子实现的多种响应行为：包括可逆光致变色、压致变色、水致变色、离子致变色及发光调控。其机理在于涉及紫精（电子受体）、阴离子（电子供体）、发光Eu(III)（能量供体）以及阴离子-紫精电荷转移复合物或电子转移生成的自由基（能量受体/荧光猝灭剂）的电子转移（ET）、电荷转移（CT）和能量传递过程?？吞逡趵胱佑胨肿游骺鼗贓T的响应性能提供了灵活手段：水的释放/重吸收或与有机溶剂交换可开关光响应，而可逆阴离子交换能抑制或激活对压力、光及水释放/重吸收的响应。水与阴离子对ET的影响机制源于水的高极性与氢键能力、不同阴离子的电子供体强度差异，以及I?与紫精间的强电荷转移相互作用。这些丰富的响应行为在压力传感器、碘离子检测及化学逻辑门等应用中具有重要价值。
关键词： 金属-有机框架、电子转移、电荷转移、发光开关、压致变色
更新于2025-09-23 15:23:52