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oe1(光电查) - 科学论文

137 条数据
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  • 简易接枝共聚物模板法合成介孔聚合物金属有机框架以制备介孔TiO2：光伏与光催化应用的有前景平台

    摘要： 以亲水性对苯二甲酸为配体、异丙醇钛为聚合物MOF前驱体、两亲性接枝共聚物（即聚氯乙烯接枝聚环氧乙烷甲基丙烯酸酯(PVC-g-POEM)）为结构导向剂，在掺氟氧化锡(FTO)基底上制备了介孔聚合物金属有机框架材料(mesoporous polymeric MOFs)。该两亲性接枝共聚物中的亲水性POEM链段与亲水性配体及聚合物MOF前驱体相互作用。经500°C热处理后，介孔聚合物MOFs转化为具有高比表面积和结晶度的介孔TiO2，适用于光伏和光催化应用。采用该介孔TiO2光阳极制备的固态染料敏化太阳能电池(ssDSSCs)和染料敏化太阳能电池(DSSCs)在100 mW/cm2光照下的效率分别达到7.45%和8.43%，显著高于传统TiO2光阳极电池的5.36%和7.14%。效率提升归因于介孔TiO2良好的互连性、更大比表面积和高孔隙率，这有效抑制了界面电荷复合损失，增强了电子传输，增加了染料负载量并促进了电解质渗透。该介孔TiO2在紫外光照射下降解腐殖酸时展现出优异的光催化活性。

    关键词： 光催化剂、染料敏化太阳能电池（DSSC）、金属有机框架（MOF）、接枝共聚物、二氧化钛（TiO2）、聚合离子液体、介孔材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 混合氧化剂POM@Cu-BTC的自组装提升钙钛矿太阳能电池效率与长期稳定性

    摘要： 可控氧化螺-OMeTAD及提升空穴传输材料（HTMs）层的稳定性对钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能与稳定性至关重要。本研究报道了一种杂化多酸基金属有机框架材料——[Cu2(BTC)4/3(H2O)2]6[H3PMo12O40]2（简称POM@Cu-BTC），用于协同Li-TFSI和TBP氧化螺-OMeTAD。当该材料作为掺杂剂引入HTM层时，器件实现了0.80的优异填充因子、21.44%的增强功率转换效率，且在未封装条件下展现出显著提升的空气中长期稳定性。性能提升归因于多酸阴离子与固态纳米颗粒的氧化活性。因此，本研究通过杂化多孔材料为加速螺-OMeTAD氧化提供了简便途径，进而有效提高PSCs的效率与稳定性。

    关键词： 金属有机框架、氧化、多金属氧酸盐、稳定性、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 金属有机框架衍生的富氮多孔碳作为高效且长期稳定的钙钛矿太阳能电池空穴传输层的辅助添加剂

    摘要： 作为钙钛矿太阳能电池（PSCs）空穴传输层（HTLs）的标准添加剂，双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐（Li-TFSI）和4-叔丁基吡啶不仅对薄膜质量产生不利影响，还严重损害器件的长期稳定性。本研究首次将金属-有机框架衍生的二维富氮多孔石墨碳（NPC）引入HTLs作为有效辅助添加剂。NPC的引入显著减少了锂盐聚集和HTL缺陷的形成，优化了薄膜质量以实现快速空穴提取与迁移。此外，NPC固有的多孔性和疏水性能有效抑制锂离子和阳极金属的渗透，并防止水分侵蚀HTLs和钙钛矿层，从而提升PSCs的稳定性。实验表明，含NPC的PSCs实现了0.76的高填充因子和18.51%的功率转换效率（PCE），明显优于原始器件（0.70和16.47%）。优化后的PSCs在空气中暴露720小时后仍保持超过85%的初始PCE。显然，该研究为高效长寿命PSC器件提供了创新策略。

    关键词： 金属有机框架、钙钛矿太阳能电池、辅助添加剂、空穴传输层、富氮多孔碳

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 超快激光制备稳定高效超细贵金属催化剂——以MOF衍生高密度缺陷金属氧化物为媒介

    摘要： 负载型金属纳米颗粒（MNPs）极易发生严重团聚，尤其是当MNPs与载体间相互作用有限且较弱时，其性能会急剧下降。在高温条件下运行催化剂时，这一问题更为突出。本研究报道通过直接激光转化封装相应金属离子的铈基金属有机框架（Ce-MOFs），可将包括Pt、Au、Rh和Ru在内的亚2纳米级MNPs稳定负载于致密堆积的缺陷态亚5纳米级CeO2纳米颗粒上。Ce-MOF作为理想的分散前驱体，能将其有序排列的孔道中均匀包覆贵金属离子。超快激光汽化与冷却过程同步形成均匀、超小、混合良好且异常致密的金属与金属氧化物纳米颗粒。激光诱导的超快反应（数十纳秒内完成）促使富含表面缺陷的CeO2纳米颗粒沉淀析出。由于超小尺寸Pt与CeO2组分混合均匀且存在强耦合效应，该催化剂在CO氧化反应中表现出卓越的高低温稳定性（170-1100°C）和活性（长期运行），显著优于传统方法制备的催化剂。激光技术的可扩展性及庞大的MOF材料家族使其成为制备MNP基纳米复合材料的多功能方法，适用于广泛的应用领域。

    关键词： 贵金属催化剂、激光、金属氧化物、缺陷、金属有机框架

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 以{纳米金、三价铁-1,3,5-苯三甲酸金属有机框架(MOF)}纳米复合材料为前驱体，通过激光烧蚀法制备金-铁AumFen+/?(m=1-35,n=1-5)团簇的质量光谱研究

    摘要： 金铁双金属材料在多个领域具有应用价值，尤其在纳米技术和生物医学方面。掺铁金团簇的化学性质尚未完全阐明，但为开发新材料（如掺铁原子的金笼结构）提供了可能。目前已有若干关于此类团簇的理论研究，但实验研究较少。本研究采用激光解吸电离技术（LDI），通过337纳米氮激光对合成的纳米复合材料{纳米金；三价铁苯三甲酸酯}（即{金纳米颗粒，铁-MOF}）进行激光烧蚀，制备金铁双金属团簇，并利用配备反射镜的四极杆离子阱飞行时间质谱仪获取质谱数据。实验发现合成的{金纳米颗粒，铁(III)-1,3,5-苯三甲酸酯MOF}纳米复合材料适用于LDI法生成AumFen团簇。除Aum+/-（m=1-35）团簇外，还产生了一系列带正负电荷的金铁复合团簇AumFen+/-。质谱显示存在含多达五个铁原子的团簇证据，共鉴定出113种气相二元AumFen+/-团簇（m=1-35，n=1-5）。该合成复合材料适用于制备多种新型金铁团簇，且质谱技术被证实是确定团簇化学计量比的有效手段。这组超过100种的双金属AumFen团簇（其中部分可能为掺铁原子金笼结构，当m≥12时）不仅展现出丰富复杂的化学性质，更为生物医学应用开辟了广阔前景。

    关键词： 纳米颗粒，质谱法，金属有机框架，金铁合金，激光解吸电离，团簇，纳米复合材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 荧光胺功能化碳量子点@金属有机框架对2,4-二硝基苯酚的高灵敏高选择性检测

    摘要： 在此，我们通过后合成修饰方法将胺功能化碳量子点（胺-CQDs）与锆基金属有机框架（UiO-67）复合，制备了一种复合荧光传感器，并将该胺-CQDs@UiO-67复合材料作为平台，用于高选择性和高灵敏度检测2,4-二硝基苯酚（DNP）。具体而言，UiO-67作为吸附剂选择性捕获和富集DNP分子，而胺-CQDs则作为功能性单体实现对DNP的选择性和灵敏检测。

    关键词： 胺功能化碳量子点@UiO-67，发光，金属有机框架，纳米复合材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于金属有机框架和热塑性聚酰胺12的混合基质膜选择性激光烧结3D打印技术在水处理中的应用

    摘要： 基于金属有机框架（MOF）的宏观材料制备被视为实现粉末状MOF晶体实际应用的有效策略。本研究采用先进的三维（3D）粉末打印技术——选择性激光烧结（SLS），以热塑性聚酰胺12（PA12）粉末为基体材料，五种MOF晶体（包括ZIF-67、NH2-MIL-101(Al)、MOF-801、HKUST-1和ZIF-8）为填料，制备了MOF-聚合物混合基质薄膜（MMFs）。通过构建具有网格图案的三层HKUST-1-PA12复合物，验证了三维MOF-聚合物结构的可打印性。采用五种不同质量负载的MOF填料打印具有网格图案的单层MMFs，研究其独立特性、厚度、比表面积、亲水性、水渗透通量及机械稳定性。利用具有不同网格图案的NH2-MIL-101(Al)-PA12 MMFs进行亚甲基蓝（MB）吸附测试，展示了MMFs在水净化中的应用潜力。实验证实MOF组分保持了高最大吸附容量，且打印的MMFs可便捷再生以实现循环利用。本研究为利用先进3D打印技术制造宏观MOF-聚合物材料提供了实践应用思路。

    关键词： 水净化、金属有机框架、3D打印、选择性激光烧结、混合基质膜

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 金属有机框架（MOFs）中的宽带可饱和吸收特性用于铒和铥掺杂光纤激光器的锁模

    摘要： 我们基于微光纤制备了一种金属有机框架（MOFs）可饱和吸收体（SA）。系统表征了该MOF SA的非线性光学吸收特性，在1.5和2 μm光谱范围内分别测得6.57%和14.25%的调制深度。通过使用同一微光纤基MOF SA，我们在掺铒和掺铥光纤激光器中均实现了超短脉冲产生，分别在1563 nm和1882 nm波长处获得384 fs和1.3 ps的脉冲持续时间。据我们所知，这是首次报道近红外光谱范围内的MOF基光纤激光器。我们的研究结果验证了MOF作为超快光子应用宽带可饱和吸收体的适用性。

    关键词： 超快光子学、可饱和吸收体、金属有机框架、光纤激光器、非线性光学吸收

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过激光冶金法从金属有机框架材料中简易合成均匀金属碳化物纳米颗粒

    摘要： 我们报道了以激光为能源（仅需6瓦功率），将金属有机框架材料（MOFs）快速高效转化为相纯、尺寸均匀的过渡金属碳化物（TMC）纳米颗粒的方法。成功制备出HfC、ZrC、TiC、V8C7、α-MoC、Cr3C2和FeCx等尺寸均一（6-20纳米范围）的纳米颗粒，其中HfC和ZrC纳米颗粒首次实现纯相且尺寸小于10纳米。与传统炉加热和激光喷雾法（需保护气氛）形成鲜明对比的是，该方法可直接在空气中操作。通过精确调控MOFs中有机配体的种类和用量，我们实现了TMC纳米颗粒组成的精准调控。无需任何预处理或活化，直接合成了掺杂不同比例氮原子的FeCx纳米颗粒用于费托反应。在40小时测试中观察到极高的铁时空产率（FTY）值——415 μmol gFe-1 s-1和添加钾后的550 μmol gFe-1 s-1，且性能无衰减。C2至C11产物实现了高烯烃/烷烃比，其中C3产物的比值超过10。

    关键词： 激光、纳米、过渡金属碳化物、金属有机框架、费托合成

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 超快熔融金属-有机框架材料助力先进纳米光子学

    摘要： 将金属有机框架（MOFs）转化为具有明确形貌和组成的衍生物，被视为在纳米尺度制备高效催化剂和储能器件的可靠方法。然而基于传统MOFs熔融的方法仅能获得非晶碳、金属氧化物或金属纳米团簇等具有常规形貌的衍生物。本研究采用飞秒激光脉冲实现MOFs的超快熔融，制备出具有复杂形貌和增强非线性光学响应的新一代衍生物。研究表明，这种非平衡过程能将含柔性配体的三维互穿MOFs转化为有序球体——其内部为金属氧化物枝晶核，外部包裹非晶有机壳层。此类复杂形貌衍生物的制备能力直接取决于初始MOFs的电子结构、晶体密度、配体柔性与本征形貌。由于100-1000纳米球形衍生物与光的共振相互作用，还展现出增强的二次谐波产生和三光子发光效应。该成果为熔融特殊类型MOFs应用于非线性纳米光子学提供了新思路。

    关键词： 超快熔化、飞秒激光、纳米光子学、金属有机框架、衍生物

    更新于2025-09-12 10:27:22