一、富勒烯的化学和物理（论文文献综述）
远洪亮[1]（2021）在《碳氢燃料燃烧碳烟生成的分子动力学模拟和模型研究》文中研究说明碳烟主要由燃料的不完全燃烧产生,碳烟对环境和人体健康的不利影响以及工业对炭黑生产的需求都需要我们对碳烟生成机理和碳烟模型进行研究。碳烟生成是燃烧过程中最复杂的现象之一,涉及燃烧化学、流体力学、质量热输运和颗粒动力学之间的复杂相互作用,尽管经过几十年的研究,有关碳烟生成仍有许多基础性科研问题没有解决。因此,本文采用分子动力学方法对碳氢燃料燃烧过程中的碳烟生成机理和模型进行研究。论文首先阐明了碳烟对环境和人体健康的危害,介绍了碳烟研究的背景和意义,碳烟研究的实验和测量手段。接着我们对碳烟生成的各个过程和研究进展进行了简要介绍和总结,提出了本论文的两大任务:建立合适的碳烟模型,对碳烟生成进行计算研究;研究多环芳烃（PAHs）之间以及PAH和碳烟之间的相互作用从而揭示碳烟成核和生长的机理。在模型研究方面,论文改进了基于PAH碰撞的成核模型,考虑了更多的PAH参与的成核和凝结,采用模糊数学隶属函数的方法,保证了碳烟级与级的数学平滑过渡,并对不同大小碳烟的氧化碰撞系数进行了修正和参数拟合。我们用改进的成核和氧化模型对乙烯和航空燃料（Jet-Al）火焰的碳烟生成进行了计算,并研究了环境参数,如重力水平改变,对碳烟生成特性的影响。为加速详细机理和详细模型的碳烟计算,将机器学习和深度神经网络（DNN）的方法引入碳烟模型研究。论文从碳烟模型和燃烧模型出发,根据碳烟模型和流体动力学计算的特点,对输入参数进行降维。有些组分对碳烟生成敏感,有些组分直接参与到碳烟的成核、生长和氧化过程中,有些组分与碳烟生成不相关不敏感。通过聚类降维得到了由26个输入参数描述的火焰状态空间。碳烟的数密度随碳烟直径大致符合对数坐标-三次函数分布。由体积分数和描述碳烟分布的四个拟合参数这构成了一个碳烟状态的向量空间。当建立起从火焰状态空间到碳烟描述空间的映射之后,基于质量守恒提出了将碳烟质量还原到碳烟前驱体的方法。论文构建了一个含有4个隐含层的深度神经网络。接着我们构建了 120个算例的样本库,并完成了损失函数的构建。论文分别对比了一个预混滞止火焰和一个对冲火焰的计算结果,DNN模型关于体积分数的预测结果和用详细碳烟模型几乎一致,碳烟数密度也能大致和详细气溶胶模型相符。DNN碳烟模型与35级分级气溶胶模型相比,其计算能够加速8-20倍左右。在机理研究方面,论文利用Fukui指数,分析了六元环PAH及其衍生物、五元环的PAH、共振稳定的PAH自由基（RSR）、PAH氧化中间产物的反应活性。在取代基中,反应活性的顺序是:炔基>烯基>烷基。多环芳烃与乙炔基的反应性与多环芳烃的大小密切相关,多环芳烃越大,乙炔基的反应性越低。对于六元环多环芳烃,乙炔基的位置对反应性影响不大。五元环的出现增强了多环芳烃的反应活性,RSR芳烃的反应活性随多环芳烃粒径的增大而降低。在PAH边缘的氧原子显示出很强的反应性,氧原子显示出非常大的Fukui指数,甚至比相应的芳基乙炔还要活泼。通过使用ReaxFF力场,我们模拟了不同火焰温度下碳烟成核和生长的模拟。在较低的温度下（1000K）较小的PAH无法在1000K左右凝结成簇、聚集成核。当在体系中加入一些较大的多环芳烃时,比如只有三个卵苯的加入,整个体系就能够处于聚集状态,提高了成核温度的极限。在中等火焰温度下（1450K）,非键的物理相互作用不足以维持较小PAH的稳定聚集。然而,这些多环芳烃与不饱和脂肪烃之间的化学反应,例如不饱和脂肪烃直接加在PAH的边缘碳原子上实现继续的生长。多环芳烃通过这些支链相互连接,形成用化学键连接的团或簇。在高温的条件下（1750K）,由于大量自由基的攻击,PAH失去氢原子,形成自由基。同时,不饱和烃的加入,使PAH实现链的增长,甚至环的增长。五元环甚至七元环的出现使得PAH出现曲面结构。PAH自由基之间的化学二聚,以及芳基与芳基乙炔的结合,使得在这个温度下,迅速成团成簇。较大的簇继续生长,形成初始成核的碳烟。利用拉伸分子动力学方法研究了 PAH的二聚和在碳烟表面凝结过程自由能变化曲线。我们观察到了两种凝结模式。在低温条件下的凝结更倾向于H型,因为这时有更小的自由能。在多数情况下,随着模拟温度的提升,中间会出现V型凝结的情况。多层富勒烯的结构强化了 PAH的凝结,但对自由能的影响并不显着。氢化富勒烯不稳定,且其表面的C-H键将会阻碍PAH在高温条件下在富勒烯表面的凝结。论文从平衡常数的观点出发,分析了凝结和均相成核过程的反应限度。从PAH质量增加的角度出发,凝结过程要比成核更重要。但成核过程为凝结提供了初始质量增加的起点和数密度。论文利用反应力场分子动力学（ReaxFF-MD）对PAH在富勒烯和碳烟表面的凝结进行了模拟,并统计其分子在富勒烯和碳烟表面的凝结情况,进而拟合出在不同温度下的凝结系数。随着温度的升高,PAH的凝结系数明显下降。PAH越大,凝结系数-温度曲线也会随之向右移动。同时,模拟结果表明氮气加入对凝结系数的影响并不显着。
闫苗[2]（2021）在《硼基纳米团簇和化学中的流变键研究》文中研究表明纳米材料具有粒径小、比表面积大、表面能高等特点,在化学、物理、生物、医学、材料以及纳米器件等领域有着广阔的应用前景,因而受到广泛关注。在过去的四十多年里,碳纳米材料的发现与研究,推动了纳米科技的飞速发展。鉴于硼元素与碳元素的相似性,硼纳米材料及硼碳二元纳米材料的研究同样备受关注。作为典型的缺电子元素,硼在形成纳米材料时会表现出奇特的几何构型、成键模式和理化性质。在过去二十年里,L.S.Wang课题组采用理论与实验相结合的手段,系统性研究了中小尺寸硼团簇的结构特征和成键规律,发现了 B19-、B39-等流变分子,但对其流变的成键本质尚未提出合理解释。理论和实验研究进一步表明,通过掺杂原子可以有效调节硼纳米材料的几何结构和成键模式,促进了多元硼纳米材料的快速发展。本论文通过对实验上已经观察到的流变分子B19-、Ta@B20-、B39-及B182-纳米团簇进行严格的理论计算和成键分析,提出了化学中“流变键”的概念,并发现含流变键的新型半三明治MB18-（M=K、Rb和Cs）流变分子;基于B/C相似性及差异性,提出系列新型笼状B-C二元富勒烯团簇和二维石墨烯材料,并对其结构、成键和性质进行分析。具体研究内容如下:1.平面B19-、管状Ta@B20-和笼状B39-中的流变键硼的缺电子性致使硼基纳米团簇有奇特的结构流变行为。基于第一性原理理论计算和适应性自然密度划分法,本文对实验上已经观察到的平面B19-、管状Ta@B20-和笼状B39-流变分子进行详细的成键分析,发现平面B19-团簇其内环与外环间形成的5个σ键、管状Ta@B20-上方B2单元与双管底座[Ta@B18]-间形成的2个σ键以及在笼状B39-的B5活性位点处形成的3个σ键在一定温度下均不断地断裂和生成,致使这些纳米团簇在基态与过渡态之间发生周期性流变。基于此,我们首次提出化学中“流变键”的概念,用以描述在一定条件下通过协同机制不断断裂和生成的化学键。流变键运用联系、运动和变化的观点分析化学成键,是对经典定域键和离域键的拓展和延伸。2.平面B182-和半三明治MB18-（M=K、Rb和Cs）中的流变键基于全局搜索和密度泛函理论计算,预测了新型半三明治MB18-（M=K、Rb和Cs）纳米团簇。计算结果表明,MB18-（M=K、Rb和Cs）是电荷转移复合物,碱金属与硼配体间形成典型的离子键。对平面B182-和半三明治MB18-（M=K、Rb和Cs）纳米团簇的几何结构、化学成键和结构流变进行研究,发现在400K时,B182-与MB18-（M=K、Rb和Cs）会出现B5内环与B12外环相对旋转的流变现象;频率分析显示,B182-与MB18-（M=K、Rb和Cs）中都有一个B5内环与B12外环间相对旋转的振动软模,促使B5内环与B12外环发生相对旋转;成键分析表明,B5内环与B12外环间形成的5个多中心σ键和5个多中心π键在室温下不断地断裂与生成,导致B182-和MB18-的结构流变。这些多中心σ键和多中心π键是典型的流变键。3.与 C60、C70 和 C80 等价电子的 B-C二元富勒烯 B40C30、B40C40 和 B40C50硼球烯家族Bnq（n=36-42,q=n-40）的发现为提出具有硼球烯和富勒烯双重结构特征的B-C二元富勒烯提供了可能性。基于第一性原理理论计算,本文预测了与C60、C70和C80等价电子的笼状B-C二元富勒烯S10 B40C30（C15B40C15）、C5 B40C40（C15B40C25）和S10 B40C50（C25B40C25）。这些高对称性的二元富勒烯在腰上形成一个B30硼双链纳米带,在顶部和底部有两个碗状的C15或C25碳帽,继承了硼球烯硼双链（BDCs）和富勒烯碳单链（CSCs）的结构特征。成键分析表明,B40C30、B40C40和B40C50有20个非定域的5c-2e π键均匀分布在腰上的10个填充六边形中,有效稳定了该系列B-C二元富勒烯。4.遵循孤立B4C3填充六边形规则的新型B-C二元富勒烯基于已报道的与石墨烯等价的B4C3半导体单层结构,预测了一系列遵循孤立B4C3填充六边形规则的新型B-C二元富勒烯。C5h B20C35、C5 B20C45、C5h B20C55和C5 B20C65是分别与富勒烯C50、C60、C70和C80等价电子的球形芳香性B-C二元富勒烯,它们围绕着C5分子轴在腰部均匀地分布着五个孤立的B4C3填充六边形,而与C80、C90、C100 和 C110 等价电子的 S10 B40C50、C5 B40C60、S10 B40C70和 C5 B40C80 在笼子表面均匀地分布着10个孤立B4C3填充六边形。详细的成键分析表明,这些B-C二元富勒烯在每个孤立的B4C3填充六边形上都分布着三个离域的7c-2e π键,形成了局部π-芳香性体系。通过计算系列与C60等价电子的（B4C3）nC60.6n（n=1-5）形成能,发现随着系列中B4C3填充六边形数量n的增加,形成能呈线性增长,表明B4C3填充六边形之间彼此独立,B4C3单元的平均形成能高于C6单元。5.遵循孤立B4C3填充六边形规则的B-C二元富勒烯和石墨烯基于第一性原理理论计算和B4C3单元与C6单元的等价电子的性质,预测了与D3d C84富勒烯等价电子且B:C=1:1的B-C二元富勒烯S6 B48C48。该纳米团簇表面分布着12个B4C3单元,遵循孤立B4C3填充六边形规则,在每个B4C3单元上都分布着3个7c-2e π键,满足4n+2规则（n=1）,是局部芳香性体系。基于S6 B48C48纳米团簇的结构特征,设计了系列满足孤立B4C3填充六边形规则且B:C=1:1的B-C二维石墨烯材料。其中最稳定的P1 B25C25是典型的各向异性导体,在x方向和y方向导电性不同。而次稳定的P1 B24C24结构是带隙为ΔEgap=1.61 eV的直接能隙半导体。分别沿着B25C25的x方向和y方向卷曲均可得到一维纳米管。沿x方向得到的是半导体纳米管,而沿y方向得到的是金属性纳米管。
刘亚娟[3]（2021）在《黑磷/富勒烯杂化材料的制备及生物医学应用研究》文中进行了进一步梳理黑磷作为一种新型的类似于石墨烯的二维材料,由于其独特的电子结构与性质引起研究者的广泛兴趣。黑磷表面每个磷原子以磷-磷单键形式与邻近的三个磷原子共价连接,这种独特的化学结构赋予黑磷高的载流子迁移率及双极性传输的性质,同时其带隙随着层数可调,在0.3 eV-2.0 eV范围内变化,并且黑磷具有独特的面内各向异性,因此黑磷在场效应晶体管,光电器件,能源器件和生物医学方面具有广泛的应用前景。然而,由于黑磷表面的磷原子上有孤对电子,暴露在空气中容易被氧化降解,从而影响其电子性质限制了黑磷的实际应用,尤其是对于少层黑磷纳米片（BPNSs）和黑磷量子点（BPQDs）更加容易氧化降解。因此,提高黑磷的稳定性是实现其应用的必经之路。另一方面,富勒烯作为一种对光、氧气和水都很稳定的零维材料,利用富勒烯共价修饰黑磷纳米片,有望在提高黑磷稳定性的同时给杂化材料带来新的性质。本论文围绕着黑磷/富勒烯杂化材料的制备,利用不同的功能化方法制备了黑磷与富勒烯通过不同共价连接方式形成的杂化材料,并进一步探索了其在生物医学方面的应用,主要开展了以下三个方面的工作:（1）发展了对叠氮苯甲酸小分子共价修饰少层黑磷纳米片（BPNSs）的新方法,通过在BPNSs表面形成P=N双键,首次实现了五配位化学功能化黑磷（简写f-BPNSs）,显着提高了黑磷的稳定性。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、固体核磁共振谱等一系列表征证明了 P=N双键的形成。并通过紫外可见吸收光谱测试修饰前后BPNSs的吸光度,发现反应48小时后黑磷纳米片的环境稳定性提高了 12倍。进一步地,根据理论计算和实验结果,文中提出了可能的反应机理。（2）在上一个工作的基础上,制备黑磷与富勒烯C60形成的杂化材料,并将其应用于肿瘤的超声动力学治疗。以二环己基碳二亚胺（DCC）和4-二甲胺基吡啶（DMAP）作为催化剂,将带有羧基的黑磷纳米片（BA-s-BP）与带有羟基的富勒醇（C60（OH）n）通过酯化反应合成了富勒烯共价连接在黑磷表面的杂化材料（简写为C60-s-BP）。此外,还通过一步机械化学球磨法合成了富勒烯C60共价连接在黑磷边缘的杂化材料（简写为C60-e-BP）。系统地对比研究了这三种不同化学修饰的黑磷纳米片应用于超声动力学治疗（SDT）肿瘤的疗效,基于体外和体内实验结果,发现在超声条件下BA-s-BP样品具有最好的疗效,在治疗15天后,肿瘤的抑制率达到了 61%,远远高于未经化学修饰的黑磷纳米片参比样品。（3）通过一步机械化学球磨法的方式合成了富勒烯C60共价连接在黑磷边缘的（简写为BP-C60,对应于第二个工作中富勒烯边缘修饰黑磷的杂化材料C60-e-BP）,并将该杂化材料作为一种新型的内吞光敏剂用于光动力学治疗（PDT）肿瘤。与未经化学修饰的黑磷纳米片（简写为BP-BM）相比较,BP-C60不仅在生理环境中的稳定性得到了提高,其PDT疗效也得到了显着的提升。通过体内静脉注射的方式,BP-C60在体内的肿瘤细胞抑制率在高浓度（140μg/ml）样品条件下达到了 65.6%,远远高于BP-BM参比。进一步地,通过分析能带结构,揭示了 BP-C60杂化材料PDT疗效提高的原因。
赵智雯[4]（2021）在《有机太阳能电池中界面电荷分离能力影响因素的理论探讨及其在性能预测中的应用》文中认为有机太阳能电池（OSC）因其价格低廉、柔性好、质量轻以及透明性好等优点在近年来得到了快速发展。其中活性层是器件的重要组成部分,主要包括给体和受体材料。活性层中复杂的光物理过程特别是给/受体（D/A）界面处电荷分离能力是影响OSC能量转换效率（PCE）的关键因素之一。然而,对此过程的实验和理论研究存在争议。本论文结合量子化学、分子动力学以及电荷转移理论对界面处电荷分离能力的影响因素进行分析,对界面处电荷转移机制进行深入探讨。同时,对这些影响因素与OSC性能之间的相关性进行分析,进一步筛选适合OSC性能预测的描述符组合。此外,通过考虑这些影响因素在非富勒烯体系中的数值,为筛选与此范围匹配的潜在优异非富勒烯受体提供参考。主要研究内容如下:1.聚（3-己基噻吩）（P3HT）基OSC具有生产简单、成本低、可大面积制造等优点,近年来得到了持续发展。然而,在P3HT基OSCs中,关于比PC61BM更高的PCE的非富勒烯受体的报道较少。本工作以探索P3HT/非富勒烯体系的特殊性为主要目的,对所研究体系的激发态特征进行了深入分析。发现P3HT/非富勒烯界面存在分子间电场（IEF）、热激子和CT态直接激发的多重电荷转移（CT）机制,表明P3HT/非富勒烯界面存在更为有利的CT途径。相应地,对所有研究的D/A界面电荷转移速率的计算进一步证实了多个CT路径的积极作用。此外,结果表明这些P3HT/非富勒烯体系中Frenkel-CT杂化态与给体和受体上较强的表面静电势（ESP）差异有关,这可能为高效非富勒烯基OSCs的设计提供一种策略。2.活性层中的电荷分离是影响本体异质结OSC能量转换效率的关键因素之一。基于微观模型,研究者已经提出了许多电荷转移机制。本工作探讨了由DCV-1和C60构建的155个D/A界面模型可能的电荷转移机制。对电荷分离的关键参数进行计算,并对这些参数之间的相关性进行统计分析,获得了OSC中电荷分离机制更全面的描述。这些关键参数之间复杂的关系不仅说明了D/A堆积模式与电荷转移机制之间的重要关联,而且还表明不同的电荷转移机制取决于给体和受体的具体排列方式。3.本工作收集了由566个给体/受体分子对组成的数据集,探索了不同的描述符对于机器学习（ML）模型OSC性能的影响。所研究的描述符分为两大类,即结构（拓扑性质）和物理描述符（能级,分子大小,光吸收和可混溶性）。结果表明,同时使用结构和物理描述符会使预测结果更为准确,但结构描述符对ML模型贡献最大。此外,ML通过使用更大的数据集也可以改善预测。尽管一些物理性质与PCE有较高的相关性,但是它们并不能显着提高ML预测的准确性,这主要因为它们已携带结构编码中的信息。鉴于各种描述符的计算成本明显不同,本工作使用的ML模型可以最大程度地提高预测能力,并减少筛选大量给受体材料的计算成本。4.本工作基于一个包含已知半导体分子的大型数据库,参考目前报道的高效非富勒烯受体如Y6,ITIC以及IDIC等的电子性质（轨道能量、激发态能量等）与光吸收性质范围,在其中筛选了与之相似的化合物。从而获得了大约27种从未在OSC中报道过的化合物。通过对这些化合物进一步修饰,使其计算的溶解度参数与高效小分子非富勒烯受体的溶解度参数相似。这一策略,可以很容易地扩展到一个更大的分子集,使全新的化合物有可能用于实验探索。
黑亚双[5]（2021）在《生物质衍生的碳纳米材料在电化学传感器及生物燃料电池中的应用研究》文中研究表明碳纳米材料具有良好的导电性、优异的化学稳定性和高的机械强度等物理和化学性质,因此备受科学界的关注并在材料制备、能量存储和生物医学等领域广泛应用。在本文文献综述中详细介绍了碳纳米材料的分类、合成方法和应用。生物质是一种来源广泛、成本低且对环境友好的可再生的富含碳的有机材料。生物质衍生的碳纳米材料具有大的比表面积、多孔结构和优异的化学稳定性等优点,符合绿色可持续发展的倡导理念。本文中我们利用多种生物质制备了具有不同形貌的生物质衍生碳纳米材料并应用在电化学传感器和生物燃料电池（BFCs）中,具体的内容如下:（1）将海带作为前驱体,经过直接碳化制备了海带衍生的分级介孔-大孔碳（K-d HMMCs）。由于K-d HMMCs具有高比表面积、分级的介孔-大孔结构和高密度的缺陷位点等优势,基于K-d HMMCs制备的电化学传感平台对多种电活性分子如过氧化氢（H2O2）、抗坏血酸（AA）和对乙酰氨基酚（APAP）表现出优异的电催化活性。特别是,与裸玻碳（GC）和碳纳米管（CNTs）修饰的GC（CNTs/GC）电极相比,K-d HMMCs修饰的GC（K-d HMMCs/GC）电极对H2O2和AA的检测表现出更优异的电分析性能,例如更高的灵敏度和更低的检出限。我们利用基于K-d HMMCs构建的电化学传感平台分别检测实际样品（例如人体尿液、商业AA注射液和饮料）中H2O2和AA的含量,并取得了满意的结果。（2）将红薯作为前驱体合成了具有分级的介孔-大孔和分支纳米结构的碳气凝胶（HMM-BNCA）。与GC和CNTs/GC电极相比,HMM-BNCA修饰的GC（HMM-BNCA/GC）电极对AA的检测表现出更负的氧化峰电位（-0.005 V）、更低的检出限（0.45μΜ）和更高的灵敏度。我们还利用HMM-BNCA/GC电极检测了实际样品（AA注射液和饮料）中AA的含量,表明了基于HMM-BNCA的电化学传感平台在复杂系统中使用的可行性。（3）我们开发了一种基于乳酸氧化酶（LOD）和辣根过氧化物酶（HRP）制备的生物传感器用于测定乳酸。两种酶共同固定在甘蔗衍生的三维碳纳米球交联的碳气凝胶（3D-CNBs CA）修饰的电极上。3D-CNBs CA在HRP电活性中心与电极间的直接电子转移中起着重要作用。与基于LOD制备的单酶乳酸生物传感器相比,双酶基生物传感器对乳酸检测有更宽的线性范围和更低的检出限。双酶基乳酸生物传感器还表现出良好的选择性、可重复性和稳定性。双酶基生物传感器也对复方乳酸软膏和饮料中的乳酸水平进行了评估,结果是令人满意的。上述结果表明双酶或多酶生物传感器在未来具有广阔的应用前景。（4）为了提高BFCs在人体体液中获得的功率密度,我们使用葡萄糖氧化酶（GOD）和LOD制备了双酶基生物阳极用于氧化葡萄糖和乳酸。马铃薯衍生的碳纳米球气凝胶（PCNAs）被用作阳极的电极修饰材料。基于双酶的生物阳极构筑的葡萄糖-乳酸/O2BFC在含葡萄糖和乳酸的p H为7.0的磷酸盐缓冲溶液（PBS）中得到的最大功率密度高于葡萄糖/O2 BFC和乳酸/O2 BFC的最大功率密度且达到两者之和的82.2%。在人体的汗水、尿液和眼泪中也观察到类似的现象,这表明葡萄糖-乳酸/O2 BFC在不改变BFCs数量下能利用低的燃料浓度实现发电量的大幅增加。研究表明,将双酶固定在生物阳极上氧化两种燃料的混合物来增强功率密度是可行的并显示出广阔的应用前景。（5）我们基于乙醇氧化酶（AOD）和GOD构建了双酶基生物阳极用于氧化乙醇和葡萄糖。具有大的比表面积的南瓜茎衍生的珊瑚状碳气凝胶（PSCCAs）被用作阳极的电极修饰材料。基于AOD和GOD的双酶生物阳极构筑的乙醇-葡萄糖/O2 BFC的电化学性能分别在含有乙醇和葡萄糖的p H为7.0的PBS以及两种酒精饮料中进行了研究。结果表明,无论是在含有两种底物的PBS中还是在两种酒精饮料中,乙醇-葡萄糖/O2BFC获得的最大功率密度都高于在乙醇/O2 BFC或葡萄糖/O2 BFC上获得的。这表明乙醇-葡萄糖/O2 BFC在不改变BFCs数量甚至在使用低浓度的实际样品为生物燃料时也可以显着提高发电量。研究表明,用于BFCs的固定化多酶生物阳极可通过氧化复杂样品中多种生物燃料来提高功率输出。
张钰[6]（2021）在《Nd@C82（Ⅰ，Ⅱ）的分离与结构表征》文中研究说明随着科技的进步发展,富勒烯、碳纳米管、石墨炔等碳的同素异形体不停地开始被人探索。其中,富勒烯因为具有特殊的分子结构和化学物理特性,引起了学者们的普遍研究。除此之外,将某些特殊的原子或分子、团簇等嵌入富勒烯的碳笼,便可形成内嵌金属富勒烯。作为同时具有外部碳笼和内嵌物质的性质的内嵌金属富勒烯,他们之间也会发生一些电荷转移从而导致整个分子衍生出特别的新的性质。这些现象使其备受关注。对于新结构的内嵌金属富勒烯的探索具有重要的意义,一个方面是,逐渐扩大了富勒烯家族,拓展新的物理化学性质及功能,便于人们进一步的理解和开发。另一个方面是,内嵌金属富勒烯所表现的一系列特殊的化学及物理行为,使其在很多范围都持有潜在的应用价值。本论文通过对内嵌金属钕富勒烯的制备条件优化的基础上,通过使用多步地高效液相色谱法分离得到了钕内嵌的金属富勒烯样品纯物质,并进行了一系列晶体表征和性质研究,得到的主要工作结论概述如下:利用高效液相色谱分离法得到了Nd@C82的两个同分异构体,根据紫外可见近红外吸收光谱他们的碳笼结构对称性可能分比为C2v和Cs,内嵌金属分别转移三个电子到各自的碳笼上;对Nd@C82的两个同分异构体进行电化学研究,结果表明他们都有五对可逆的还原峰,Nd@C82（I）有一对可逆的氧化峰,Nd@C82（II）有一对不可逆的氧化峰;对成功制备出的两种Nd@C82异构体进行单晶X射线衍射确定它们分别为Nd@C2v（9）-C82和Nd@Cs（6）-C82,晶体学表征得到了他们具体清晰的分子结构。此外利用密度泛函计算为实验提供理论支持;对Nd@C82（I,II）异构体与十吡咯碗烯共晶体的独特二维分层堆积模型进行了详细表征说明。
官润南[7]（2021）在《基于大碳笼的内嵌金属氰化物富勒烯和空心富勒烯的结构及化学性质研究》文中研究说明自1985年被发现以来,富勒烯就因其独特的分子结构和优异的物理化学性质受到了学者们的广泛关注。不同于其他的碳同素异形体,富勒烯是具有确定结构的分子,其内部的空腔结构和碳笼上碳原子的sP2杂化使其能够实现内嵌原子和外接基团这两种功能化。内嵌功能化是将原子、离子或者金属团簇嵌入到碳笼的空腔结构中,如果内部嵌入物含有金属时,会有一定数量的电荷转移发生在金属和碳笼之间,这种富勒烯称为内嵌金属富勒烯,金属的引入可以赋予富勒烯额外的物理性能。此外,通过对富勒烯进行有机反应修饰,可以得到碳笼外接功能化基团的富勒烯衍生物,实现对富勒烯的分子能级和物理化学性质的调控,从而极大地拓展了富勒烯材料的应用。特别地,大碳笼富勒烯由于具有更多的π电子和更低的结构对称性,对其化学性质的研究相对较少。本论文集中于研究基于大碳笼的内嵌金属氰化物富勒烯和空心富勒烯的结构及化学性质,对一系列基于C84大碳笼的内嵌金属氰化物团簇富勒烯的分子内金属-碳笼之间的相互作用进行了深入研究,并对基于C92大碳笼的空心富勒烯进行了高温氯化反应,发现了几种新的异构体。主要开展了以下三个方面的工作:（1）通过直流电弧放电法合成了 3种基于C84大碳笼的内嵌金属氰化物团簇富勒烯MCN@C2（13）-C84（M=Y,Dy,Tb）,并通过单晶X射线衍射技术确定了它们的分子结构。通过对比分析它们的单晶结构,发现虽然所内嵌的金属离子半径只有微小的改变（Y3+、Dy3+和Tb3+的离子半径分别为0.90,0.91和0.92 A）,其分子内金属-碳笼之间的相互作用发生了明显的变化,这表明通过改变内嵌金属离子的半径可以调控内嵌金属氰化物团簇富勒烯中的金属-碳笼之间的相互作用。随后还利用紫外-可见-近红外吸收光谱和电化学CV测试表征了MCN@C2（13）-C84（M=Y,Dy,Tb）的电子性质,并通过与内嵌二价单金属富勒烯M@C2（13）-C84（M=Sm,Eu,Yb）进行对比,确定了[M3+（CN）-]2+@[C2（13）-C84]2-的电子结构。（2）合成、分离并表征了基于新型C84大碳笼富勒烯异构体的内嵌金属氰化物团簇富勒烯DyCN@C2v（17）-C84,虽然C2v（1 7）-C84异构体的能量低于一些己被报道的其他C84异构体,但之前实验上并未被分离出来,因此成功地捕获了该“消失的富勒烯”。分析表明内嵌金属氰化物团簇富勒烯能够稳定C2v（17）-C84主要是因为DyCN团簇向碳笼转移了两个电荷,[C2v（17）-C84]2-的形成能较中性碳笼大大降低。同时发现DyCN@C2v（17）-C84和DyCN@C2（13）-C84在结构上有着极大的关联性,DyCN@C2（13）-C84 可以通过两步 Stone-Wales Rotation（SWR）转变为DyCN@C2v（17）-C84,这也解释了为何两者能同时被合成分离出来。进一步地,本文对比研究了 DyCN@C2v（17）-C84和DyCN@C2（13）-C84的金属-碳笼之间的相互作用力,发现改变异构体类型也可以调控内嵌金属氰化物团簇富勒烯的金属-碳笼之间的相互作用。（3）利用高效液相色谱分离了基于C92大碳笼空心富勒烯的四个组分,并分别对其进行了高温氯化反应,得到了富勒烯衍生物C92（38）C118/22,C92（26）C124,C90（NC）C122和#86239C90C126。其中,#86239C90C126含有两对相邻五元环,而C90（NC）C122有一个七元环和两对相邻五元环。通过深入分析转化路径,发现C92（50）异构体可以通过一步C2单元的丢失转变为C90（NC）碳笼,而C92（23）异构体则可以通过四步SWR与C2单元丢失相结合的过程转变为#86239C90碳笼。DFT理论计算表明了 C92（50）和C92（23）异构体的形成能较C92（38）和C92（26）异构体更高,这也是C92（50）和C92（23）异构体能够发生骨架转变的原因。因此,本文直接或间接地证明了富勒烯烟灰中存在C92（38）,C92（26）,C92（50）,C92（23）异构体,其中C92（26）,C92（50）,C92（23）异构体此前在文献中均未有报道。
尹玉立[8]（2021）在《稠环苝酰亚胺电子受体的合成与光伏性能》文中进行了进一步梳理人类对可持续能源的不断追求促进了清洁、可溶液加工本体异质节有机太阳能电池研究的飞速发展。在有机太阳能电池的研究历程中,可溶性富勒烯化合物长期以来一直是最为重要的主角,其在本体异质节太阳能电池中取得了令人瞩目的成就。然而,富勒烯衍生物具有的诸多内在缺点制约了其性能的进一步提升,如在可见光区几乎没有吸收、难以调控的能级、以及形貌稳定性差等,因而迫使研究人员寻找潜在的替代受体-非富勒烯电子受体。苝酰亚胺及其衍生物长期以来一直是非富勒烯受体设计中被广泛使用的构筑单元。它们诸多的特点,如易于功能化、高电子亲和势、合适的光物理性质以及优异的热稳定性等,确立了它们具有成为理想非富勒烯电子受体的竞争力。然而,目前最为先进的苝酰亚胺基器件报道的效率仍然较低,其中最为关键的挑战在于考虑到刚性苝酰亚胺稠环核带来的强聚集倾向,如何维持共混膜中强结晶性与优异载流子传输特性之间的平衡。为了解决这一难题,构建准二维稠环苝二酰亚胺（FPDI）被认为是一种可行的分子设计策略,其具有的较小内置扭曲结构在有效抑制分子强聚集倾向的同时,也很好地维持住了材料本身高效的电子传输能力。为了对稠环苝二酰亚胺体系中材料结构与性质之间的关系、半导体材料的匹配规则以及运作机制有一个基本的了解,从而扩大这一类新的稠环苝酰亚胺受体在非富勒烯有机太阳能电池中的应用,本文设计合成了不同系列的准二维FPDI基电子受体材料。本文的研究工作包括两个部分:第一部分是探讨FPDI结构在构建小分子受体材料中的有效性和适用性,并全面研究了分子几何结构调节对FPDI基非富勒烯太阳能电池性能的影响。第二部分主要通过设计不同的准二维FPDI基聚合物受体进行全聚合物太阳能电池研究。主要的研究工作如下:以准二维FPDI为构筑单元,通过对其港湾位进行硒原子杂环化,设计合成了两种非对称和对称结构FPDI基小分子受体（FPDI-Se和FPDI-2Se）,并深入考察硒杂环的引入对材料的光学和电化学性能的影响。当PTB7-Th为聚合物给体,基于对称环化受体（FPDI-2Se）器件的能量转换效率仅为4.45%,填充因子仅为39.5%。相反,非对称环化受体（FPDI-Se）基器件则表现出显着提高的光伏性能,其中能量转换效率可达6.61%,短路电流密度和填充因子分别提高至14.8 m A/cm2和56.1%。该结果表明设计开发具有非对称构型的杂原子环化FPDI基小分子受体对于有机太阳能电池光伏性能的提高是一种有效的设计策略。通过桥连单元调节和稠环修饰策略构建了两对FPDI基受体,一对为FPDI-π桥-FPDI的形式（T-FPDI和TT-FPDI）,π桥分别为轴对称的噻吩单元和中心对称的并噻吩单元,另一对为相应的稠环受体（FT-FPDI和FTT-FPDI）。T-FPDI基非富勒烯器件的能量转换效率为5.50%,而TT-FPDI基器件由于开路电压、短路电流密度以及填充因子的同时提高使其效率可提高至7.17%。此外,基于稠环化受体FT-FPDI和FTT-FPDI电池的器件效率分别为6.75%和7.66%,均高于相应的非稠环化受体。最后,进一步选用螺二芴为中心π桥设计了一种新型的准二维FPDI基电子受体（SF-FPDI）,并发现相应器件具有6.24%的转换效率和较低的能量损失（0.76V）。值得注意的是,上述非富勒烯太阳能电池均无需溶剂添加剂处理。通过对共轭中心π桥进行分子修饰设计了两种A-D-A型小分子电子受体（BT-FPDI和f BT-FPDI）。BT-FPDI由于FPDI单元的准二维结构以及FPDI单元与BT单元之间适度的二面角使得其具有高度扭曲的空间构型,而f BT-FPDI则表现出相对平面的几何结构以及对称的FPDI分子翼。当与聚合物给体PTB7-Th共混后,BT-FPDI的本征构型特性使得器件获得了8.07%的转换效率。相比之下,以f BT-FPDI为电子受体的最优器件效率仅为5.89%。该结果表明,与传统的PDI小分子不同,稠环化分子设计策略在FPDI基衍生物中并未产生预期的积极效应,为调控具有准二维结构FPDI基受体的分子几何结构提供了新的思路。为了进一步将准二维FPDI构筑单元拓展到全聚合物太阳能电池,设计制备了一系列N-型聚合物电子受体（PFPDI-TT、PFPDI-T、PFPDI-Se和PFPDI-BDF）。结果表明,FPDI基聚合物受体的光学、电化学、乃至光伏性能都主要由FPDI单元决定,共聚单元的影响较小,明显区别于先前报道的酰亚胺类聚合物受体。以上述聚合物受体和PTB7-Th制备的传统正置全聚合物太阳能电池均表现出超过6%的器件性能以及良好的分子间堆积行为和形貌兼容性（填充因子超过60%）,PFPDI-Se基器件获得了最高的转换效率6.58%。该工作不仅对准二维FPDI基聚合物受体的构效关系进行了深入研究,还阐明了聚合物相容性在高效FPDI基全聚合物太阳能器件设计中的重要性。
麦麦提艾力·艾科拜尔[9]（2021）在《中美初中化学教科书中“学科交叉”内容的比较研究》文中研究表明随着当代国际科学技术发展与社会需要,进一步落实当前课程改革“加强学科间相互渗透”的要求。本研究以我国【人教版】初中化学教科书和美国《科学探索者》教科书（以下简称【美版】教科书）为研究对象,从四个维度对教科书中“学科交叉”内容进行整体比较以及从六个角度对四对典型案例进行个案比较,为我国初中化学教科书中“学科交叉”内容的进一步修订及实际教学提出参考。本研究采用文献研究法、文本分析法、比较研究法、案例分析法对中美初中化学两版教科书进行比较分析。研究着眼于从属类型、数量及分布、学科知识组成、呈现方式四个维度,通过对中美两版教科书中“学科交叉”内容的选编设计进行比较分析,得出结论:（1）两版教科书都以不同的栏目体现了“学科交叉”内容,【美版】教科书设置了“学科交叉”特色栏目——“跨学科探索”,内容更丰富,而【人教版】教科书在“资料卡片”栏目中集中体现“学科交叉”内容,但没有设置学科交叉专题栏目;（2）“学科交叉”内容在中美初中化学不同分册和单元课题中数量差距较大,【美版】教科书在不同章节中除了注重化学与物理、生物、地理的交叉外,还注重化学与数学、社会、文学、艺术等学科的交叉融合,【人教版】教科书更多是化学与物理、生物、地理学科内容的交叉,学科领域交叉程度较低;（3）两版教科书“学科交叉”内容的学科组成各异,其中化学与物理学交叉特征较多,其次是化学与生物学交叉特征,化学与地理学交叉的特征较少;（4）两版教科书都选取大量插图呈现“学科交叉”内容,但【美版】教科书插图更贴近生活,且图片配有文字解释和思考问题,增加了阅读的深度和效果。本研究根据学科交叉的程度、篇幅对等程度、案例完整程度、化学知识类型等,从中美两版初中化学教科书中选取四对内容相近的案例进行个案分析比较,得出结论:（1）“内容资源与知识逻辑”方面,两版教科书不同程度都注重学科交叉内容资源的选取,【人教版】教科书内容层次不断深入,注重理论知识的进阶,【美版】教科书更好的打破学科间的界限,与其他学科知识整合到同一概念中;（2）“情境载体与问题聚焦”方面,【人教版】教科书既以图片和生活场景的文字说明,也通过实验和讨论等小组活动创设情境,丰富了情境载体的形式,【美版】教科书多利用日常生活情境和历史情境为载体,注重熟悉的场景聚焦探究问题,情境设置体验性更强;（3）“知识组成与交叉程度”方面,【人教版】教科书内容比较浅显,学科之间联系性较弱,相对独立,【美版】教科书学科融合较为深入,学科之间的联系性比较好;（4）“探究活动的设计”方面,【人教版】教科书将学生的生活经验与所学内容相联系,注重合作意识和探究能力的培养,【美版】教科书探究活动为本节课的知识内容做好铺垫,注重学生的创新性思维能力的提高;（5）“合作学习的设计”方面,【人教版】教科书以探究实验、小组讨论等形式鼓励学生进行合作学习,锻炼学生的探究能力,【美版】教科书合作学习特征不够明显;（6）从我国科学素养三维目标的视角分析,【人教版】教科书关注培养学生学科知识、概念、技能和方法的掌握与理解,【美版】教科书更加关注培养自主探究能力,提高学生创造性意识和学习的成就感。基于两版教科书整体内容比较研究,对我国初中化学教材编写相关的策略建议:（1）优选更多时代性特征明显的“学科交叉”内容,更新初中化学课本内容;（2）创设社会生活化情境,促进多学科间知识融合;（3）满足多样学习需求,增设“学科交叉”主题栏目;（4）丰富教材“学科交叉”内容的呈现方式,提高学生化学学习兴趣和阅读深度。基于案例比较研究对我国初中化学“学科交叉”内容的教学建议:（1）将“学科交叉”认识理念贯穿于教学整个过程;（2）以“学科交叉”引导交流学习促进学科间横向融合;（3）以“学科交叉”系统性的内容整合构建教学内容;（4）以丰富活动创新打造“学科交叉”教学的趣味课堂。
黄强[10]（2020）在《基于环对苯撑类π延伸共轭碳纳米环结构的合成及性质研究》文中指出作为新型碳材料的一种,碳纳米管因其独特的物理化学等性质引起人们的广泛关注,其侧壁类型及手性的纯度对其性质起着决定性的作用,目前利用有机合成的方法自下而上地制备高纯碳纳米管成为科研工作者的研究热点。本论文的主要研究方向正是利用有机合成方法自下而上地构筑不同结构的扶手椅型碳纳米管的环对苯撑共轭片段。通过功能化环对苯撑结构,可以得到多种弯曲环对苯撑的π延伸结构,探索了其在光电、超分子、气体吸附、膜分离等方面的相关性质,具体研究工作如下:（1）利用π延伸的石墨烯纳米片和环对苯撑弯曲结构,合成了两种新颖的皇冠状共轭分子化合物TCR和HCR。研究了它们和富勒烯C60的超分子主客体作用,发现当碳环直径固定时,其结合常数随着π结构的延伸而增加,最大的络合常数可达2.33 × 107 M-1。在光照射下,将这些分子环与富勒烯C60形成的超分子复合物作为作为光导层,会产生明显的光电流,化合物HCR与C60复合物的光照电流与暗电流相比增加了 1 000倍。超快光谱实验表明化合物HCR和TCR（电子给体）与富勒烯C60（电子受体）之间存在有效的光诱导电子转移过程。弯曲共轭分子HCR和TCR的合成为开发更大共轭的碳纳米管片段的合成提供了借鉴,其明显的光电活性也为进一步开发该类材料在光电器件中的应用提供了实验基础。（2）设计并合成了含有两个氯原子的双功能化的环对苯撑单体,利用镍催化的聚合反应生成了π延伸的新型高分子聚合物PS1,它完全由sp2杂化的碳原子组成,可以看做是扶手椅型[8,8]单壁碳纳米管（SWCNT）的聚合物链段。在该高分子聚合物PS1中,环对苯撑单元是碳纳米管的弯曲共轭片段,线性聚对苯撑骨架是碳纳米管一维方向的聚对苯基片段。研究表明,PS1兼具电子传输和空穴传输的性质,分别达到μe～2.0 × 10-5 cm2·S-1和μh～1.2 × 10-5 cm2·V-1·S-1。这个π延伸的高分子聚合物PS1代表了自下而上的合成精确结构和单一手性指数碳纳米管的重要一步,并在电子和空穴输运的器件上有潜在应用价值。（3）利用含有五边形单元和六边形的稠环分子与弯曲分子前驱体结合,合成了新颖的弯曲共轭皇冠分子（MC3）,它可以看做是富勒烯C240的一个弯曲片段。和同样尺寸的环对苯撑相比,具有π延伸结构的MC3的吸收和荧光发射光谱均发生明显的红移;进一步研究了富勒烯C60和C70与MC3之间的超分子主体-客体相互作用,并比较了相互作用的能力,其中C60与MC3显示出较强的超分子作用,络合常数可达到1.43 × 106 M-1。MC3和C60@MC3可分别看做富勒烯C240和最小的稳定碳洋葱（C60@C240）的弯曲共轭片段,也为大碳笼的自下而上合成提供了分子模板。（4）利用含有不同手性的1,1’-联-2,2’-萘酚（BINOL）单元分别和弯曲环苯撑合成子进行钯催化偶联反应得到两个扶手椅型碳纳米环（RCR,SCR）的对映体结构。与先前报道的不存在对称面或反转中心的手性CNT结构中不同,RCR和SCR这对对映体是通过将外来手性源BINOL与弯曲分子连接而形成手性的扶手椅型碳纳米管片段的结构。使用紫外可见光谱、荧光发射（PL）光谱和圆二色性（CD）光谱对它们的光物理性质和手性特征进行了研究。由于其内部具有较大空腔,这对对映体化合物有可能在手性超分子化学和手性催化上有潜在的应用。（5）设计并合成了新的双功能化的环对苯撑单体,利用镍催化的聚合反应生成横向排列的π延伸的高分子聚合物PS2。PS2含有环对苯撑单元和线性聚对苯基的骨架,可看做是规则排列的碳纳米管矩阵分离膜的片段结构,实现了用于不同尺寸金纳米颗粒的分离,分离纳米颗粒的孔径可低至2.6 nm。这种孔状聚合物结构为新型碳基分离膜的设计和应用提供实验基础。
二、富勒烯的化学和物理（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、富勒烯的化学和物理（论文提纲范文）
（1）碳氢燃料燃烧碳烟生成的分子动力学模拟和模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 碳烟研究的实验手段 |
| 1.2.1 体积分数的测量 |
| 1.2.2 气相化学的测量 |
| 1.3 碳烟生成的研究现状 |
| 1.3.1 碳烟成核的研究 |
| 1.3.2 碳烟表面生长、颗粒聚结和团聚 |
| 1.3.3 碳烟的氧化和破碎 |
| 1.4 碳烟模型的发展 |
| 1.5 待解决的问题和论文安排 |
| 1.5.1 尚未解决的科学问题 |
| 1.5.2 论文的章节安排 |
| 第2章 层流火焰碳烟生成的模型改进及其应用 |
| 2.1 燃料和PAH机理简介 |
| 2.1.1 燃料机理 |
| 2.1.2 PAH的生成机理 |
| 2.2 详细碳烟模型介绍 |
| 2.2.1 PAH-PP模型 |
| 2.2.2 分级气溶胶模型 |
| 2.3 改进的碳烟成核和氧化模型 |
| 2.3.1 成核模型的改进 |
| 2.3.2 氧化模型的改进 |
| 2.4 乙烯、航空煤油扩散火焰碳烟生成研究 |
| 2.4.1 模型和方法 |
| 2.4.2 温度场分布 |
| 2.4.3 层流乙烯/空气扩散火焰的碳烟生成结果分析 |
| 2.4.4 层流Jet-Al/空气扩散火焰的碳烟生成 |
| 2.5 微重力下层流火焰碳烟生成研究 |
| 2.5.1 微重力碳烟生成研究简介 |
| 2.5.2 模型和方法 |
| 2.5.3 重力对火焰结构及温度场的影响 |
| 2.5.4 重力对碳烟前驱体及其分布的影响 |
| 2.5.5 碳烟质量增加各个过程分析 |
| 2.5.6 PAH在碳烟表面凝结的重要性 |
| 2.5.7 碳烟直径的变化 |
| 2.5.8 微重力下碳烟生成特征总结 |
| 2.6 本章小结 |
| 2.6.1 本章主要结论 |
| 2.6.2 模型的不足 |
| 第3章 从多环芳烃到碳烟成核的分子动力学模拟 |
| 3.1 PAH的反应活性分析 |
| 3.1.1 密度泛函理论的简单介绍 |
| 3.1.2 反应活性分析的基本理论 |
| 3.1.3 含炔基、烯基、烷基官能团的芳烃反应活性 |
| 3.1.4 含有五元环的PAH及共振稳定的PAH自由基反应活性 |
| 3.1.5 含氧官能团的PAH反应活性 |
| 3.1.6 利用Fukui指数理解PAH反应的发生 |
| 3.2 反应力场的分子动力学 |
| 3.2.1 分子动力学和力场概述 |
| 3.2.2 基于ReaxFF力场的分子动力学 |
| 3.3 基于ReaxFF力场的火焰温度下碳烟生成的分子动力学模拟 |
| 3.3.1 模拟设置 |
| 3.3.2 低温下的非均相成核 |
| 3.3.3 中温下碳烟生长的模拟 |
| 3.3.4 高温下碳烟成核及生长的模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 PAHs与碳烟的物理相互作用 |
| 4.1 自由能计算 |
| 4.1.1 自由能微扰理论简介 |
| 4.1.2 热力学积分方法简介 |
| 4.1.3 非平衡近似方法 |
| 4.2 拉伸分子动力学介绍 |
| 4.3 PAH二聚及其与富勒烯和碳烟的相互作用 |
| 4.3.1 研究对象和模拟设置 |
| 4.3.2 PAH二聚过程 |
| 4.3.3 PAH在富勒烯表面的凝结 |
| 4.3.4 PAH在多层富勒烯和氢化富勒烯表面的凝结 |
| 4.4 PAH二聚及在其在碳烟表面凝结的稳定性分析 |
| 4.4.1 稳定温度上限 |
| 4.4.2 稳定平衡分析 |
| 4.4.3 PAH在不同温度下凝结的ReaxFF-MD的验证 |
| 4.5 PAH在富勒烯与碳烟表面凝结的凝结系数研究 |
| 4.5.1 凝结系数研究的理论基础 |
| 4.5.2 芘在富勒烯C_(540)表面的凝结系数研究 |
| 4.5.3 PAH在碳烟表面凝结的凝结系数研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于深度学习的碳烟生成模型 |
| 5.1 机器学习介绍 |
| 5.1.1 机器学习的基本原理 |
| 5.1.2 深度神经网络基本概念 |
| 5.1.3 机器学习平台介绍 |
| 5.2 输入参数的降维 |
| 5.2.1 主成分分析方法降维 |
| 5.2.2 聚类方法降维 |
| 5.2.3 碳烟模型输入参数的选择 |
| 5.3 深度神经网络的碳烟模型构建 |
| 5.3.1 从火焰状态空间到碳烟描述空间 |
| 5.3.2 数据预处理 |
| 5.3.3 质量守恒 |
| 5.3.4 DNN模型及参数选择 |
| 5.3.5 Dropout方法介绍 |
| 5.4 样本构建 |
| 5.4.1 Chemkin软件 |
| 5.4.2 火焰样本构建 |
| 5.5 模型测试与分析 |
| 5.5.1 损失函数构建 |
| 5.5.2 优化算法 |
| 5.5.3 碳烟的预测结果 |
| 5.5.4 模型适用范围 |
| 5.5.5 计算时间对比 |
| 5.6 本章总结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）硼基纳米团簇和化学中的流变键研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 碳纳米材料 |
| 1.1.1 碳团簇 |
| 1.1.2 碳纳米管及石墨烯 |
| 1.2 硼纳米材料 |
| 1.2.1 硼团簇 |
| 1.2.2 硼墨烯 |
| 1.3 金属掺杂硼纳米材料 |
| 1.3.1 金属掺杂硼团簇 |
| 1.3.2 金属掺杂硼墨烯 |
| 1.4 硼碳纳米材料 |
| 1.4.1 硼碳二元团簇 |
| 1.4.2 硼碳二维材料 |
| 1.5 论文课题的选择、目的和内容 |
| 第二章 理论基础及研究方法 |
| 2.1 薛定谔方程 |
| 2.2 从头算方法 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.4 与本论文相关的主要程序及研究方法 |
| 2.4.1 全局极小结构搜索程序 |
| 2.4.2 结构优化与频率计算 |
| 2.4.3 VASP密度泛函晶体计算程序 |
| 2.4.4 分子动力学模拟 |
| 2.4.5 芳香性判据 |
| 2.4.6 正则分子轨道(CMO)分析 |
| 2.4.7 电子定域化函数(ELF)分析 |
| 2.4.8 自然键轨道(NBO)分析 |
| 2.4.9 适配性自然密度划分(AdNDP)程序 |
| 第三章 平面B_(19)~-、管状Ta@B_(20)~-和笼状B_(39)~-中的流变键 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 平面B_(19)~-团簇中的流变键 |
| 3.3.2 管状Ta@B_(20)~-团簇中的流变键 |
| 3.3.3 笼状B_(39)~-团簇中的流变键 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 准平面B_(18)~(2-)和半三明治MB_(18)~- (M=K、Rb和Cs)中的流变键 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构和稳定性 |
| 4.3.2 B_(18)~(2-)团簇中的流变键 |
| 4.3.3 MB_(18)~- (M=K、Rb和Cs)团簇中的流变键 |
| 4.3.4 光谱模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 与C_(60)、C_(70)和C_(80)等价电子的B-C二元富勒烯B_(40)C_(30)、B_(40)C_(40)和B_(40)C_(50) |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 结构和稳定性 |
| 5.3.2 成键分析 |
| 5.3.3 光谱模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 遵循孤立B_4C_3填充六边形规则的新型B-C二元富勒烯 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 结构和稳定性 |
| 6.3.2 成键分析 |
| 6.3.3 光谱模拟 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 遵循孤立B_4C_3填充六边形规则的B-C二元富勒烯和石墨烯 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 计算方法 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 B-C二元富勒烯B_(48)C_(48) |
| 7.3.1.1 结构和稳定性 |
| 7.3.1.2 成键分析 |
| 7.3.1.3 光谱模拟 |
| 7.3.2 B-C二元石墨烯B_(25)C_(25)和B_(24)C_(24) |
| 7.3.2.1 结构和稳定性 |
| 7.3.2.2 电子性质及成键分析 |
| 7.3.3 B-C二元纳米管 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本论文主要结论 |
| 8.2 本论文主要创新点 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（3）黑磷/富勒烯杂化材料的制备及生物医学应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 黑磷的结构与性质 |
| 1.2.1 黑磷的电子结构和能带结构 |
| 1.2.2 黑磷的物理性质 |
| 1.2.3 黑磷的化学性质 |
| 1.3 黑磷的制备方法 |
| 1.3.1 黑磷晶体的合成 |
| 1.3.2 少层黑磷的制备 |
| 1.4 黑磷的化学功能化 |
| 1.4.1 共价功能化黑磷 |
| 1.4.2 非共价功能化黑磷 |
| 1.4.3 配位作用 |
| 1.5 黑磷的应用 |
| 1.5.1 场效应晶体管(FET) |
| 1.5.2 太阳能电池(solar cells) |
| 1.5.3 生物医学 |
| 1.5.4 光催化 |
| 1.5.5 其他应用 |
| 1.6 富勒烯的结构性质及其杂化材料 |
| 1.6.1 富勒烯的结构与性质 |
| 1.6.2 富勒烯基杂化材料 |
| 1.6.3 富勒烯杂化材料的应用 |
| 1.7 本论文的研究思路及主要内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 利用叠氮苯甲酸共价修饰黑磷纳米片提高其稳定性 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料与仪器 |
| 2.2.2 样品的制备 |
| 2.2.3 黑磷纳米片的表征 |
| 2.2.4 黑磷纳米片稳定性的研究 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 黑磷纳米片共价功能化的方法 |
| 2.3.2 f-BPNSs的结构表征 |
| 2.3.3 f-BPNSs的形貌表征 |
| 2.3.4 理论计算部分 |
| 2.3.5 反应机理 |
| 2.4 BPNSs和f-BPNSs的稳定性研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 共价修饰的黑磷纳米片在超声动力疗法中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料和仪器设备 |
| 3.2.2 实验样品的制备 |
| 3.2.3 超声刺激ROS的产生 |
| 3.2.4 CCK-8法测试 |
| 3.2.5 细胞活性的测定 |
| 3.2.6 细胞内ROS的测定 |
| 3.2.7 体内SDT功效治疗 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品的制备 |
| 3.3.2 C_(60-S-)BP的结构表征 |
| 3.3.3 C_(60-S-)BP的形貌表征 |
| 3.3.4 C_(60-S-)BP稳定性的测试 |
| 3.3.5 BPNSs的共价模式对ROS产生的影响 |
| 3.3.6 ROS产生的机理 |
| 3.3.7 共价功能化的BPNSs在SDT中的应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 富勒烯共价连接在黑磷边缘的黑磷/富勒烯杂化材料应用于光动力治疗肿瘤 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料和仪器部分 |
| 4.2.2 样品制备 |
| 4.2.3 样品的表征 |
| 4.2.4 稳定性测试 |
| 4.2.5 细胞的培养 |
| 4.2.6 动物模型 |
| 4.2.7 细胞内活性氧(ROS)的探究 |
| 4.2.8 BP-C_(60)在生物体外的毒性 |
| 4.2.9 BP-C_(60)在体外非光照下的毒性 |
| 4.2.10 BP-C_(60)在体内的抗肿瘤研究 |
| 4.2.11 统计分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 样品的制备 |
| 4.3.2 BP-C_(60)的形貌表征 |
| 4.3.3 BP-C_(60)杂化材料的生理稳定性 |
| 4.3.4 细胞内活性氧的产生 |
| 4.3.5 体外光动力疗法 |
| 4.3.6 体内光动力疗法 |
| 4.3.7 C_(60)增强BP光动力疗效的机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）有机太阳能电池中界面电荷分离能力影响因素的理论探讨及其在性能预测中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 OSC概述 |
| 1.2.1 发展历史及器件结构 |
| 1.2.2 典型的活性层材料 |
| 1.2.3 工作原理 |
| 1.2.4 性能参数 |
| 1.3 OSC研究进展 |
| 1.3.1 主要物理性质 |
| 1.3.2 电子过程研究进展 |
| 1.3.3 性能预测和材料筛选研究进展 |
| 1.4 本论文的选题依据及内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 理论基础与计算方法简介 |
| 2.1 量子化学(QC)基础 |
| 2.1.1 薛定谔方程 |
| 2.1.2 Hartree-Fock(HF)方法 |
| 2.1.3 密度泛函理论(DFT) |
| 2.1.4 含时密度泛函理论(TD-DFT) |
| 2.2 分子动力学(MD)基础 |
| 2.2.1 分子力学(MM) |
| 2.2.2 分子力场 |
| 2.2.3 MD基本原理 |
| 第三章 电荷转移理论与机器学习方法 |
| 3.1 电荷转移理论 |
| 3.1.1 电子耦合 |
| 3.1.2 吉布斯自由能差 |
| 3.1.3 重组能 |
| 3.2 机器学习(ML)方法 |
| 3.2.1 ML算法简介 |
| 3.2.2 训练ML的基本步骤 |
| 第四章 有机太阳能电池中P3HT/受体界面处电荷转移机制的理论探讨 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 杂化的Frenkel-CT态 |
| 4.3.2 表面静电势及其效应 |
| 4.3.3 IEF、热激子和直接激发机制 |
| 4.3.4 电荷转移速率 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 有机太阳能电池活性层给受体模型统计样本中电荷分离的理论探讨 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 小分子有机太阳能电池中描述符的增加对机器学习预测能力的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数据收集 |
| 6.3 计算方法 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 相关性分析 |
| 6.4.2 模型和讨论 |
| 6.5 结论 |
| 第七章 高通量筛选潜在的非富勒烯受体材料及进一步的修饰策略探索 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 计算方法 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 筛选过程 |
| 7.3.2 相对较新的分子性质研究 |
| 7.3.3 分子修饰 |
| 7.3.4 重组能分析 |
| 7.4 结论 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（5）生物质衍生的碳纳米材料在电化学传感器及生物燃料电池中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 碳纳米材料概述 |
| 1.2 碳纳米材料的分类 |
| 1.2.1 富勒烯 |
| 1.2.2 CNTs |
| 1.2.3 碳纤维 |
| 1.2.4 石墨烯及其衍生物 |
| 1.2.5 碳基量子粒子 |
| 1.2.6 生物质衍生碳纳米材料 |
| 1.3 碳纳米材料的合成方法 |
| 1.3.1 活化法 |
| 1.3.2 模板法 |
| 1.3.3 直接碳化法 |
| 1.3.4 水热合成法 |
| 1.4 碳纳米材料的应用 |
| 1.4.1 锂离子电池 |
| 1.4.2 电容器 |
| 1.4.3 燃料电池 |
| 1.4.4 传感 |
| 1.4.5 生物燃料电池 |
| 1.5 论文选题意义和目的 |
| 第二章 生物质海带衍生的分级介孔-大孔碳的制备及其在构筑电化学传感平台中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂 |
| 2.2.2 仪器和测量 |
| 2.2.3 K-dHMMCs的制备 |
| 2.2.4 K-dHMMCs/GC电极的制备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 K-dHMMCs的表征 |
| 2.3.2 K-dHMMCs的电化学性能研究 |
| 2.3.3 电化学催化氧化及检测H_2O_2 |
| 2.3.4 电化学催化氧化及检测AA |
| 2.3.5 K-dHMMCs/GC电极对其他生物分子的电化学响应 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 生物质红薯衍生的分级介孔-大孔和分支纳米结构的碳气凝胶的制备及其在构筑电化学传感平台中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂 |
| 3.2.2 仪器和测量 |
| 3.2.3 HMM-BNCA的制备 |
| 3.2.4 HMM-BNCA/GC电极的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 HMM-BNCA的表征 |
| 3.3.2 HMM-BNCA的电化学性能研究 |
| 3.3.3 HMM-BNCA/GC电极对AA的电化学催化研究 |
| 3.3.4 实际样品分析 |
| 3.3.5 HMM-BNCA/GC电极对其他生物分子的电化学催化 |
| 3.3.6 HMM-BNCA的可持续性 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 生物质甘蔗衍生的三维碳纳米球交联的碳气凝胶的制备及其在基于辣根过氧化物酶和乳酸氧化酶的双酶构筑的电化学生物传感器中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂 |
| 4.2.2 仪器和测量 |
| 4.2.3 3D-CNBsCA的制备 |
| 4.2.4 生物传感器的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 基于双酶的乳酸生物传感器的设计和机理 |
| 4.3.2 3D-CNBsCA的表征 |
| 4.3.3 Nafion/HRP/3D-CNBsCA/SPE电催化还原H_2O_2 |
| 4.3.4 基于双酶的乳酸电化学生物传感器的电化学性能研究 |
| 4.3.4.1 基于双酶的乳酸生物传感器的参数优化 |
| 4.3.4.2 乳酸的安培检测 |
| 4.3.4.3 双酶基乳酸生物传感器的选择性、重复性、再现性和稳定性 |
| 4.3.4.4 实际样品中乳酸的检测 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 生物质马铃薯衍生的碳纳米球气凝胶的制备及其在基于葡萄糖氧化酶和乳酸氧化酶的双酶构筑的生物燃料电池中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试剂 |
| 5.2.2 仪器和测量 |
| 5.2.3 PCNAs的制备 |
| 5.2.4 生物阳极的制备和BFCs的构筑 |
| 5.2.4.1 生物阳极的制备 |
| 5.2.4.2 生物阴极的制备 |
| 5.2.4.3 BFCs的构筑 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 葡萄糖-乳酸/O_2BFC的设计 |
| 5.3.2 PCNAs的表征 |
| 5.3.3 生物阳极的电化学性能 |
| 5.3.4 生物阴极的电化学性能 |
| 5.3.5 BFCs的电化学性能 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 生物质南瓜茎衍生的珊瑚状碳气凝胶的制备及其在基于乙醇氧化酶和葡萄糖氧化酶的双酶构筑的生物燃料电池中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 试剂 |
| 6.2.2 仪器和测量 |
| 6.2.3 PSCCAs的制备 |
| 6.2.4 生物阳极的制备和BFCs的构筑 |
| 6.2.4.1 生物阳极的制备 |
| 6.2.4.2 生物阴极的制备 |
| 6.2.4.3 BFCs的构筑 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 乙醇-葡萄糖/O_2BFC的设计 |
| 6.3.2 PSCCAs的表征 |
| 6.3.3 生物阳极的电化学性能 |
| 6.3.4 生物阴极的电化学性能 |
| 6.3.5 BFCs的电化学性能 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（6）Nd@C82（Ⅰ，Ⅱ）的分离与结构表征（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 内嵌金属富勒烯的分类 |
| 1.2.1 单金属富勒烯(Monometallofullerenes) |
| 1.2.2 双金属富勒烯(Dimetallofullerenes) |
| 1.2.3 三金属富勒烯(Trimetallofullerenes) |
| 1.2.4 金属原子簇富勒烯(Clusterfullerenes) |
| 1.3 内嵌金属富勒烯的合成 |
| 1.3.1 激光消融法 |
| 1.3.2 电弧放电法 |
| 1.3.3 离子注入法 |
| 1.4 内嵌金属富勒烯的提取 |
| 1.5 内嵌金属富勒烯的分离 |
| 1.6 内嵌金属富勒烯的表征 |
| 1.6.1 紫外可见近红外吸收光谱 |
| 1.6.2 单晶X射线衍射 |
| 1.6.3 核磁共振 |
| 1.6.4 电化学 |
| 1.7 内嵌金属富勒烯M@C_(82)的结构研究 |
| 1.8 内嵌金属富勒烯的潜在应用 |
| 1.8.1 在生物医学上应用 |
| 1.8.2 在护肤品上的应用 |
| 1.8.3 在光伏电池上的应用 |
| 1.9 论文研究的内容与意义 |
| 第2章 实验仪器与化学试剂 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.2 实验化学试剂 |
| 2.3 内嵌金属富勒烯的结构及相关性质的表征 |
| 2.3.1 基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI-TOF) |
| 2.3.2 紫外-可见-近红外吸收光谱(UV-vis-NIR) |
| 2.3.3 单晶X射线衍射(Single crystal X-ray diffraction) |
| 2.3.4 电化学性质的测试表征 |
| 2.3.5 密度泛函计算 |
| 第3章 内嵌金属富勒烯Nd@C_(82)(Ⅰ,Ⅱ)的合成与提取 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 合成方法 |
| 3.2.2 提取方法 |
| 3.3 结果讨论 |
| 3.3.1 合成条件的优化 |
| 3.3.2 提取条件的优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 内嵌金属富勒烯Nd@C_(82)(Ⅰ,Ⅱ)的分离及其电化学性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 内嵌金属富勒烯Nd@C_(82)(Ⅰ,Ⅱ)的分离 |
| 4.2.2 内嵌金属富勒烯Nd@C_(82)(Ⅰ,Ⅱ)的电化学表征 |
| 4.3 结果讨论 |
| 4.3.1 Nd@C_(82)(Ⅰ,Ⅱ)的分离 |
| 4.3.2 Nd@C_(82)(Ⅰ,Ⅱ)的电化学研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 内嵌金属富勒烯的结构表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 UV-vis-NIR光谱测试 |
| 5.2.2 单晶生长及晶体测试 |
| 5.3 结果讨论 |
| 5.3.1 UV-vis-NIR吸收光谱研究 |
| 5.3.2 Nd@C_(82)(Ⅰ)的晶体结构表征 |
| 5.3.3 Nd@C_(82)(Ⅱ)的晶体结构表征 |
| 5.3.4 2DPC{富勒烯}主客体分子独特的二维堆积 |
| 5.3.5 内嵌金属富勒烯的DFT计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文情况 |
| 致谢 |
（7）基于大碳笼的内嵌金属氰化物富勒烯和空心富勒烯的结构及化学性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 富勒烯的结构 |
| 1.2.1 富勒烯碳笼的结构特征 |
| 1.2.2 独立五元环规则 |
| 1.2.3 富勒烯碳笼的编号原则 |
| 1.2.4 富勒烯的分类 |
| 1.3 内嵌金属富勒烯 |
| 1.3.1 单金属富勒烯 |
| 1.3.2 双金属富勒烯 |
| 1.3.3 三金属富勒烯 |
| 1.3.4 内嵌团簇富勒烯 |
| 1.4 富勒烯的合成、提取、分离和结构表征 |
| 1.4.1 富勒烯的合成 |
| 1.4.2 富勒烯的提取 |
| 1.4.3 富勒烯的分离 |
| 1.4.4 富勒烯的结构表征 |
| 1.5 富勒烯的功能化研究 |
| 1.5.1 卤化反应 |
| 1.5.2 光化学反应 |
| 1.5.3 Prato反应 |
| 1.5.4 Bingel-Hirsh反应 |
| 1.6 富勒烯的应用 |
| 1.6.1 富勒烯在有机光伏领域的应用 |
| 1.6.2 富勒烯在生物医药领域的应用 |
| 1.6.3 富勒烯在其他领域的应用 |
| 1.7 本论文的研究思路及主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于C_(84)大碳笼的内嵌金属氰化物团簇富勒烯的合成、分离及其分子内金属-碳笼之间的相互作用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验试剂 |
| 2.3 实验仪器 |
| 2.4 实验步骤 |
| 2.4.1 MCN@C_2(13)-C_(84)(M=Y,Dy,Tb)的合成 |
| 2.4.2 MCN@C_2(13)-C_(84)(M=Y,Dy,Tb)的分离 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 MCN@C_2(13)-C_(84)(M=Y,Dy,Tb)的单晶结构 |
| 2.5.2 MCN@C_2(13)-C_(84)(M=Y,Dy,Tb)的金属-碳笼相互作用与内嵌金属离子大小的关联 |
| 2.5.3 MCN@C_2(13)-C_(84)(M=Y,Dy,Tb)的电子结构表征 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 通过内嵌金属氰化物团簇富勒烯捕获“消失”的C_(84)大碳笼异构体 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验试剂 |
| 3.3 实验仪器 |
| 3.4 实验步骤 |
| 3.4.1 DyCN@C_(2v)(17)-C_(84)的合成 |
| 3.4.2 DyCN@C_(2v)(17)-C_(84)的分离 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 DyCN@C_(2v)(17)-C_(84)的单晶结构 |
| 3.5.2 DyCN@C_(2v)(17)-C_(84)和DyCN@C_2(13)-C_(84)的金属-碳笼相互作用与团簇构型对比研究 |
| 3.5.3 DyCN@C_(2v)(17)-C_(84)和DyCN@C_2(13)-C_(84)的相互转换机理 |
| 3.5.4 DyCN@C_(2v)(17)-C_(84)的电子结构表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 C_(92)大碳笼空心富勒烯的高温氯化反应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验试剂 |
| 4.3 实验仪器 |
| 4.4 实验步骤 |
| 4.4.1 C_(92)异构体的合成、分离与表征 |
| 4.4.2 C_(92)异构体的高温氯化反应 |
| 4.5 结果与讨论 |
| 4.5.1 氯化产物C_(92)(38)Cl_(18),C_(92)(38)Cl_(22),C_(92)(26)Cl_(24),C_(90)(NC)Cl_(22)和~(#86239)C_(90)Cl_(26)的单晶结构 |
| 4.5.2 氯化产物C_(90)(NC)Cl_(22)形成机理研究 |
| 4.5.3 氯化产物~(#86239)C_(90)Cl_(26)形成机理研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）稠环苝酰亚胺电子受体的合成与光伏性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 有机/聚合物太阳能电池发展概述 |
| 1.2 有机/聚合物太阳能电池理论简介 |
| 1.2.1 器件结构 |
| 1.2.2 器件工作机理 |
| 1.3 有机聚合物太阳能电池关键参数 |
| 1.3.1 有机聚合物太阳能电池的伏安特性曲线 |
| 1.3.2 有机聚合物太阳能电池的外量子效率 |
| 1.4 苝酰亚胺基非富勒烯太阳能电池的研究进展 |
| 1.4.1 基于苝酰亚胺小分子材料的研究进展 |
| 1.4.2 基于苝酰亚胺聚合物材料的研究进展 |
| 1.5 本论文的研究目的与主要内容 |
| 1.5.1 本论文的研究目的 |
| 1.5.2 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料与仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 主要测试及表征 |
| 2.2.1 材料性质表征 |
| 2.2.2 器件制备与表征 |
| 第3章 杂原子功能化稠环苝二酰亚胺受体的设计合成及其光伏性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 合成与化学表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 光学和电化学性能 |
| 3.3.2 密度泛函理论计算 |
| 3.3.3 光伏性能 |
| 3.3.4 形貌和微结构表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 空间构型可调稠环苝二酰亚胺小分子受体的合成及其光伏性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 合成与化学表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 光学和电化学性能 |
| 4.3.2 密度泛函理论计算 |
| 4.3.3 光伏性能 |
| 4.3.4 形貌和微结构表征 |
| 4.3.5 SF-FPDI的光伏性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 共轭中心π桥修饰稠环苝二酰亚胺小分子受体的合成及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 合成与化学表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 光学和电化学性能 |
| 5.3.2 密度泛函理论计算 |
| 5.3.3 光伏性能 |
| 5.3.4 形貌和微结构表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 稠环苝二酰亚胺聚合物受体的合成及其光伏性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 合成与化学表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 热学性能 |
| 6.3.2 光学和电化学性能 |
| 6.3.3 密度泛函理论计算 |
| 6.3.4 光伏性能 |
| 6.3.5 表面形貌表征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 稠环苝二酰亚胺聚合物受体与聚合物给体的相容性及光伏性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 合成与化学表征 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 光学和电化学性能 |
| 7.3.2 光伏性质 |
| 7.3.3 表面形貌表征 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（9）中美初中化学教科书中“学科交叉”内容的比较研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.1.1 “学科交叉”内容是当代国际科学技术进步的重大特征 |
| 1.1.2 “学科交叉”内容是当代人才培养不可或缺的重要资源 |
| 1.1.3 “学科交叉”内容渗透是推进科学课程深化改革的必然 |
| 1.1.4 “学科交叉”比较研究是完善教材建设的重要方法之一 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 国外相关研究综述 |
| 1.2.2 国内相关研究综述 |
| 1.3 课题的确定与研究方法 |
| 1.3.1 研究问题与研究对象的确定 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 研究思路 |
| 1.4 研究意义 |
| 1.4.1 理论意义 |
| 1.4.2 实践意义 |
| 2 “学科交叉”概念界定 |
| 2.1 学科 |
| 2.2 学科交叉 |
| 3 中美初中化学教科书中“学科交叉”内容选编的比较结果 |
| 3.1 中美两版教科书中“学科交叉”内容选编的比较分析 |
| 3.1.1 中美两版教科书中“学科交叉”内容从属类型的比较 |
| 3.1.2 “学科交叉”内容数量与分布的比较 |
| 3.1.3 “学科交叉”内容中的学科知识组成比较 |
| 3.1.4 “学科交叉”内容呈现方式的比较 |
| 3.2 中美两版教科书中“学科交叉”内容整体比较结论 |
| 3.2.1 两版教科书中“学科交叉”内容的共同特征 |
| 3.2.2 两版教科书中“学科交叉”内容的不同特色 |
| 3.3 对我国初中化学教科书中“学科交叉”内容选编设计的策略建议 |
| 3.3.1 优选“学科交叉”内容,赋予教科书时代特征 |
| 3.3.2 创设社会生活化情境,促进多学科间知识融合 |
| 3.3.3 满足多样学习需求,增设“学科交叉”主题栏目 |
| 3.3.4 丰富教材呈现方式,提高学生化学学习兴趣 |
| 4 中美初中化学教科书中的“学科交叉”案例比较研究 |
| 4.1 案例一氧气 |
| 4.1.1 【人教版】教科书中“氧气”内容 |
| 4.1.2 【美版】教科书中的“氧气”内容 |
| 4.1.3 “氧气”案例中的“学科交叉”内容比较 |
| 4.2 案例二碳的单质 |
| 4.2.1 【人教版】教科书中“碳的单质”内容 |
| 4.2.2 【美版】教科书中“碳的单质”内容 |
| 4.2.3 “碳的单质”案例中“学科交叉”内容的比较 |
| 4.3 案例三溶液 |
| 4.3.1 【人教版】教科书中“溶液”内容 |
| 4.3.2 【美版】教科书中“溶液”内容 |
| 4.3.3 “溶液”案例中的“学科交叉”内容比较 |
| 4.4 案例四聚合物与复合材料 |
| 4.4.1 【人教版】教科书中的“聚合物与复合材料”案例内容 |
| 4.4.2 【美版】教科书中的“聚合物与复合材料”内容 |
| 4.4.3 “聚合物与复合材料”案例中的“学科交叉”内容比较 |
| 4.5 基于案例比较研究对初中化学“学科交叉”内容的教学建议 |
| 4.5.1 将“学科交叉”认识理念贯穿于教学整个过程 |
| 4.5.2 以“学科交叉”引导交流学习促进学科间横向融合 |
| 4.5.3 以“学科交叉”系统性的内容整合构建教学内容 |
| 4.5.4 以丰富活动创新打造“学科交叉”教学的趣味课堂 |
| 5 结论与建议 |
| 5.1 中美两版教科书中“学科交叉”内容选编比较的结论 |
| 5.1.1 “学科交叉”内容的整体比较结论 |
| 5.1.2 “学科交叉”典型案例比较的结论 |
| 5.2 对我国初中化学教科书中“学科交叉”内容选编设计的策略建议 |
| 5.3 基于案例比较研究对初中化学“学科交叉”内容的教学建议 |
| 5.4 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的科研成果清单 |
（10）基于环对苯撑类π延伸共轭碳纳米环结构的合成及性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳纳米管的简介 |
| 1.3 环对苯撑结构 |
| 1.3.1 环对苯撑结构简介 |
| 1.3.2 环对苯撑结构的合成策略 |
| 1.3.3 环对苯撑结构的具体实例 |
| 1.3.4 合成π延伸的环对苯撑结构 |
| 1.3.5 环对苯撑结构的π共轭延伸 |
| 1.4 环对苯撑化合物的性质及应用 |
| 1.4.1 环对苯撑化合物性质 |
| 1.4.2 环对苯撑化合物作配合物 |
| 1.4.3 环对苯撑化合物作为超分子主体 |
| 1.4.4 环对苯撑化合物作为固体荧光器件 |
| 1.4.5 环对苯撑化合物作为电子传输材料应用 |
| 1.4.6 环对苯撑化合物作为光电传输材料应用 |
| 1.5 本文选题背景和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 弯曲石墨烯/富勒烯超分子异质结 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.3 本章小结 |
| 2.4 实验部分 |
| 2.4.1 实验药品 |
| 2.4.2 材料和其它信息 |
| 2.4.3 用于电化学测试活性层薄膜的制备 |
| 2.4.4 光电流及器件FTO/C_(60)@HCR/Au的Ⅰ-Ⅴ曲线测试 |
| 2.4.5 晶体学补充材料 |
| 2.4.6 化合物合成及表征 |
| 2.4.7 Job's plot |
| 2.4.8 荧光滴定实验 |
| 2.4.9 紫外可见滴定实验 |
| 2.4.10 计算补充 |
| 参考文献 |
| 第3章 长π-共轭环对苯撑聚合物作为单壁碳纳米管的片段的合成及其性质研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 3.4 实验部分 |
| 3.4.1 实验测试和药品说明 |
| 3.4.2 化合物合成及表征 |
| 3.4.3 化合物的光谱研究 |
| 3.4.4 Scholl反应 |
| 3.4.5 固体状态堆积状态研究 |
| 3.4.6 高分子PS1的电子ITO/ZnO/PS1/Ca/Al器件的制作 |
| 3.4.7 高分子PS1的空穴ITO/PEDOT:PSS/PS1/MoO_3/Ag器件的制备 |
| 3.4.8 计算部分补充 |
| 参考文献 |
| 第4章 富勒烯C_(240)的片段化合物的合成及超分子性质研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 4.4 实验部分 |
| 4.4.1 实验说明 |
| 4.4.2 实验药品 |
| 4.4.3 化合物合成及表征 |
| 4.4.4 Job's plot |
| 4.4.5 荧光滴定实验 |
| 参考文献 |
| 第5章 手性联萘基衍生碳环对映体的合成及光学性质 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 5.4 实验部分 |
| 5.4.1 仪器介绍 |
| 5.4.2 化学药品及溶剂信息 |
| 5.4.3 化合物合成及表征 |
| 参考文献 |
| 第6章 碳环微孔共轭聚合物沉积膜对金纳米颗粒进行精确分离 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 6.4 实验部分 |
| 6.4.1 仪器介绍 |
| 6.4.2 化学药品及溶剂信息 |
| 6.4.3 化合物合成及表征 |
| 参考文献 |
| 第7章 总结与展望 |
| 附录相关图谱和理论计算数据 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
四、富勒烯的化学和物理（论文参考文献）
- [1]碳氢燃料燃烧碳烟生成的分子动力学模拟和模型研究[D]. 远洪亮. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021(02)
- [2]硼基纳米团簇和化学中的流变键研究[D]. 闫苗. 山西大学, 2021(01)
- [3]黑磷/富勒烯杂化材料的制备及生物医学应用研究[D]. 刘亚娟. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]有机太阳能电池中界面电荷分离能力影响因素的理论探讨及其在性能预测中的应用[D]. 赵智雯. 东北师范大学, 2021(09)
- [5]生物质衍生的碳纳米材料在电化学传感器及生物燃料电池中的应用研究[D]. 黑亚双. 东北师范大学, 2021(09)
- [6]Nd@C82（Ⅰ，Ⅱ）的分离与结构表征[D]. 张钰. 黑龙江大学, 2021(09)
- [7]基于大碳笼的内嵌金属氰化物富勒烯和空心富勒烯的结构及化学性质研究[D]. 官润南. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [8]稠环苝酰亚胺电子受体的合成与光伏性能[D]. 尹玉立. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [9]中美初中化学教科书中“学科交叉”内容的比较研究[D]. 麦麦提艾力·艾科拜尔. 河北师范大学, 2021(11)
- [10]基于环对苯撑类π延伸共轭碳纳米环结构的合成及性质研究[D]. 黄强. 中国科学技术大学, 2020(01)