菠菜担保论坛大全2021屆碩士研究生科研工作取得豐碩成果，湯帥、劉豔等同學先後在Journal of Hazardous Materials（IF = 9.038）、ACS Appl. Mater. & Interfaces（IF=8.758）、Journal of Materials Chemistry C（IF=7.059）、Nanoscale（IF =6.895）、Environmental Pollution（IF =6.792）等化學領域的高水平SCI期刊發表論文。截止目前，2021屆化學工程學院的22名碩士研究生，共發表SCI/EI收錄論文34篇，其中一區論文6篇，二區論文10篇，影響因子3.0以上共計22篇。
湯帥同學作為第一作者先後在Journal of Hazardous Materials（IF = 9.038，一區，兩篇）和Chemosphere（IF = 5.778，二區）期刊中發表學術論文。微塑料是一類重要的環境污染物。作者采用生活中常見的尼龍微塑料作為研究對象，主要探究重金屬離子如鉛、銅和水體中重要溶解性有機質富裡酸（FA）單獨或共存條件下在微塑料上富集特征和作用機理。研究結果表明微塑料不僅自身具有一定環境危害，同時可以作為某些重金屬金屬離子的載體對生态系統構成更大的危害。
圖1 FA和PA6微塑料結合機理的示意圖
(論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129638 ;
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123548;https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121960)
劉豔同學先後在Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry（IF=3.306）, ACS Appl. Mater. & Interfaces（IF=8.758），Organic Electronics（IF=3.310）上發表論文，作者通過在發光核上配備非共轭大容量單元，在不幹擾TADF特性的情況下有效提高了材料的耐溶劑能力。并且首次成功制備出了高性能的全溶液處理的TADF混合白光OLED。它的啟亮電壓隻有2.8 V，最大亮度和功率效率分别高達53300 cd m -2和38.5 lm W −1，這比以往報道的真空沉積法制備電子傳輸層的雜化OLED的性能優異。
圖2 PCz-4CzCN和TPA-4CzCN的分子結構和形狀圖
圖3 器件結構、能級圖和在完全溶液處理OLED中使用的有機化合物的分子結構
論文鍊接（https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1010603019314984，https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b20903，https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1566119919306287）
謝阿迪同學先後在Journal of Materials Chemistry C（IF=7.059）和Inorganic Chemistry（IF=4.825）上發表論文。作者以多羧酸配體為基礎合成一系列陰離子MOFs，并進行了結構解析和性質的應用研究。此類化合物具有陰離子框架和可調節的窗口大小均可用于吸收和分離陽離子有機染料。利用熒光性質還被開發為多響應式傳感器，檢測Cu2+、Co2+和Fe3+。
圖4 JOU-11和JOU-12的合成、結構、吸附/分離染料和離子識别示意圖
(論文鍊接：https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.0c02760；https://doi.org/10.1039/C9TC05113A）
鄭皓宇同學用模型化合物研究煤的複雜化學反應是國際上煤化學研究領域廣泛認可和應用的一種合理方法。模型化合物代表了煤中某些特定的官能團。通過對模型化合物反應機理的研究，可以揭示了煤分子的複雜反應機理。為了更好地研究CSC過程中有機硫的形成機理，文章研究選擇了含有不同有機硫官能團的代表性有機硫模型化合物進行了低溫氧化實驗和熱分析。用氣相色譜法和紅外分析儀測定了它們的耗氧量和氧化産物濃度。采用熱重/差示掃描量熱法(TG/DSC)測定了這些模型化合物在低溫氧化過程中的重量和吸熱/放熱速率。揭示了它們的氧化和熱力學特性。在此基礎上，将有機硫模型化合物與煤樣均勻混合進行低溫氧化實驗，探索其對CSC過程氧耗量和指示氣體産物的影響。研究結果表明氧化過程中混合樣品耗氧量與原煤相比有較大差異，混合樣品（除二苯并噻吩外）耗氧量呈初期高于原煤，中期低于原煤，末期高于原煤的趨勢。混合樣品（除二苯并噻吩外）CO、CO2、C2H4釋放量均遠低于原煤樣品，有機硫化合物能有效降低CO、CO2、C2H4氣體産物生成，而二苯并噻吩有機硫模型化合物則主要在130~140℃前表現出對煤自燃過程的阻化作用。文章還首次創造性提出了有機硫對煤自燃影響的自由基機理。該文章的研究成果對高硫煤自燃機理以及含有機硫煤礦井火災防治具有重要意義。該文章現已發表在能源化工領域國際知名期刊《Fuel》（工程技術類TOP期刊，2021年影響因子5.578）。
圖5 苄基硫醇模型化合物的TG/DTG/DSC曲線
(論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119846)
吳世甯同學采用客體交換法和剝離重組法引入了偶氮苯衍生物，将C3F7-azo+Br-插入到LiTaWO6層闆間，首次成功合成C3F7-azo+-TaWO6納米複合材料。對C3F7-azo+-TaWO6進行XRD、SEM、TEM、EDS和FTIR等設備進行表征。然後将該納米複合材料滴塗于玻碳電極上制備修飾電極(C3F7-azo+-TaWO6/GCE)并且探索其電化學性質。從實驗結果看，C3F7-azo+-TaWO6/GCE的檢出限很低，檢測範圍很廣，可以在同時檢測抗壞血酸和多巴胺的同時将兩者的電位區分開，使得抗壞血酸和多巴胺之間的電勢差達到356 mV。與C3F7-azo+/GCE相比，當在LiTaWO6層之間插入C3F7-azo+時，C3F7-azo+-TaWO6/GCE的穩定性更高。此外，C3F7-azo+-TaWO6/GCE在人體尿液樣品中具有極好的靈敏度和抗幹擾性。所有實驗結果表明，C3F7-azo+-TaWO6/GCE可用作靈敏的電化學傳感器。相關成果發表在Journal of The Electrochemical Society (10.1149/1945-7111/abef4c)，Journal of Electroanalytical Chemistry (10.1016/j.jelechem.2020.114403)期刊上。
圖6 C3F7-azo+-TaWO6納米複合材料用于檢測抗壞血酸和多巴胺
(論文鍊接：https://10.1149/1945-7111/abef4c; https://10.1016/j.jelechem.2020.114403)
葛雨婷同學以回流法制備的α-ZrP為主體材料，為了避免溶劑對環境的影響，這裡采用行星式球磨儀，在無溶劑的條件下将CPC成功研磨進α-ZrP層闆間。此外利用多種儀器對該材料的形貌結構進行了表征。之後，将制備的CPC/α-ZrP修飾玻碳電極使用CV和DPV技術同時檢測AA和DA。使用CV測試的結果表明，AA和DA在CPC/α-ZrP修飾電極上顯示出兩個分辨良好的氧化峰，電位差為307 mV。而DPV測試表明，AA和DA在40-1500 μM和13-520 μM濃度範圍内，獲得的電流和濃度的校準曲線是線性的，從而計算出檢出限（S/N=3）分别為10 μM和3.3 μM。此外，優異的重現性、穩定性以及對真實樣品的檢測結果的可靠性，都該證實了該複合材料的實用價值。相關成果發表在Journal of Alloys and Compounds。
圖7 α-ZrP和CPC的球磨過程示意圖
(論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157927)
高锟同學先後在Solar Energy((2019) 188：300–304)以及Nanoscale Research Letters((2020) 15:174)上發表研究論文。作者通過簡單、室溫、低成本且與現有産線兼容的金屬輔助化學刻蝕方法（MACE）與堿刻蝕結合在大面積（156×156 mm2）矽片表面制備了較傳統絨面反射率更低（覆蓋減反膜後可達3.94%）的均勻倒金字塔絨面，同時二者在PECVD-SiOx/SiNX疊層鈍化的少字壽命保持在同一水平上。Sunsolve軟件模拟結果顯示倒金字塔PERC太陽電池的轉換效率可達22.1%，較傳統PERC電池相比提高1.4%，最終成功制備出轉化效率為21.4%的大面積倒金字塔PERC電池。這一研究成果為矽基倒金字塔PERC電池的大規模生産提供了極具競争力的絨面技術和廣闊的應用前景。
圖8 倒金字塔制備過程中各結構的SEM圖：（1）(a)通過MACE獲得的多孔矽；(b) HF/ HNO3修飾後的納米孔；(c) NaOH刻蝕得到的納米倒金字塔；(d)納米倒金字塔的放大圖像；(e)傳統微米金字塔；(f)放大的微米金字塔圖像；（2）PECVD-SiOX/SiNX鈍化的(a)倒金字塔樣品（左）左和(b)傳統的微米金字塔樣品(右)的有效少數載流子壽命圖；（3）全濕法倒金字塔制備過程中：(a)各結構在300-1100 nm波段的反射譜；（b）各結構的平均反射率對比；（4）模拟中矽基倒金字塔PERC電池器件結構示意圖；（5）制備的矽基倒金字塔PERC電池結構示意圖；（6）電池制備工藝流程
(論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.06.015;https://doi.org/10.1186/s11671-020-03404-y)
王藝慧同學先後在Nanoscale, 2019,11, 23206-23216.（IF=6.895）；Chemical Communications, 2021,57, 1368-1371.（IF=5.996）和ACS Applied Nano Materials, 2021,4 (2), 2118-2125.（IF=4.10）發表三篇文章。作者緻力于低成本、高性能的貴金屬基納米結構催化劑的設計、開發以及探索微觀結構對電催化性能的影響，發掘它們在電催化領域的應用前景。1、25 nm左右的八面體Pt-Ni-Ir yolk-shell三元金屬納米粒子極大地提高Pt的利用效率，增強酸性和堿性條件下氧還原和甲醇氧化的催化活性。與商業Pt/C催化劑相比，所制備的Pt-Ni-Ir yolk-shell催化劑的質量活性提高了3-5倍，且具有非常高的穩定性。2、對結晶Pd納米片進行硫化，實現納米片局部的非晶态。在電流密度為10 mA/cm2時，部分非晶态硫化钯的過電位僅為49 mV。經過10000次線性掃描的穩定性測試後，η10為65 mV，仍然小于大多數報道的HER催化劑。3、晶格變寬的钯納米帶催化劑，在堿性環境下對氧還原具有超高的催化活性和穩定性。該催化劑在0.9 V電位下對ORR的電催化比活性為1.01 mA/cm2，電化學活性比表面積為121 m2/g，質量比活性為1.21 A/mg，分别是商業Pt/C催化劑的3.8倍、1.6倍和6倍。此外，還具有極高的穩定性，經過100000次循環伏安的穩定性實驗後，面積比活性（0.81 mA/cm2）仍保持其初始值的80%。其優異的性能源于其獨特的納米帶結構和擴大的晶格間距。
圖9 Pt-Ni-Ir核殼和yolk-shell納米結構的形成過程。(I) Pt、Ni、Ir逐步沉積，在富Pt核上形成富Ni殼層的八面體核殼結構。(II) SLPD法将鉑完全沉積在八面體納米顆粒上。(III)富鉑殼與富鉑核之間的Ni通過NCE去除，形成了yolk-shell納米結構。Pt:青色，Ni:紅色，Ir:綠色
圖10 部分非晶态硫化钯納米片的(A) EDS圖譜，(B) HAADF-STEM圖像，(C)線性掃描和(D) Pd，(E) S和(F)合并後的元素分布圖
圖11 (A)1 M KOH溶液中Pd NBs/C、Pd NCs/C、商業Pd/C和商業Pt/C的ORR電化學性能，1 M KOH溶液中Pd NBs/C、Pd NCs/C、商業Pd/C和商業Pt/C的(B)不同催化劑在0.85-0.95 V的Tafel圖，(C)不同催化劑在0.9 V或0.95 V vs. RHE下的比活性
（論文鍊接：https://doi.org/10.1039/C9NR07235G；https://doi.org/10.1039/D0CC06693A；https://doi.org/10.1021/acsanm.0c03398）
邱先帆同學在Chemical Communications ((2021) 57：3279-3282)上發表研究論文。作者通過使用銅鹽和有機膦配體組成催化劑，烯烴或炔烴為起始原料，雙(頻哪醇合)二硼（B2pin2）為硼源，N,O-縮醛胺為胺甲基化試劑，利用N,O-縮醛胺分解成的甲氧基負離子成功激活雙(頻哪醇合)二硼，并使用亞甲基亞胺正離子捕獲中間體有機銅試劑，制備了γ-氨基硼酸酯類化合物。進一步衍生成功制得α-氨基酮、β2-氨基酸和γ-氨基醇等化合物。
圖12 銅催化碳碳不飽和鍵的2-氨基硼酸酯合成
(論文鍊接：https://doi.org/10.1039/D1CC00093D)
林陸健同學以第一作者先後在Environmental Pollution（IF =6.792,一區），Chemosphere（IF = 5.778，二區）和Process Safety and Environmental Protection（IF = 4.966，二區）等刊物發表學術論文。作者通過運用數學模型和實驗相結合的方法，探讨了微塑料對于水溶液中孔雀石綠和金屬離子單獨或共存情況下吸附特性與作用機制。研究發現微塑料中某些添加成分等能夠促進微塑料對這些污染物的遷移與轉化的影響。這些研究結果有助于進一步理解微塑料與某些污染物之間相互作用機制，同時也為環境中微塑料風險的評估提供一定科學依據。
圖13 孔雀石綠和金屬離子與微塑料結合機理的示意圖
(論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.05.019；https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.129079）
蔡超越同學先後在Materials Letters（259, 2020, 126851）和RSC Advances（10，2020, 29090）上發表論文。作者采用恒電位電沉積方式制得RGO@PPy-PEG泡沫。将RGO@PPy-PEG泡沫用于柔性電極材料，表現出良好的柔韌性、壓縮性且具有良好的輕質性能。将RGO@PPy-PEG泡沫作為電極材料，組裝成對稱型超級電容器，該器件具有優異的機械柔韌性，将三個電容器串聯可有效保持5個串聯LED燈亮15分鐘以上，顯示出該材料在實際應用中的巨大潛力。
圖14 柔性RGO@PPy-PEG泡沫電極及其組裝超級電容器器件性能
(論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.126851；https://doi.org/10.1039/D0RA05199C）
以上研究成果均以菠菜担保论坛大全為第一完成單位，研究生本人為第一作者或導師第一，研究生為第二作者發表。
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