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长春理工大学董相廷教授在静电纺传感器等方面的研究进展
2021/8/26 10:11:37 admin

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董相廷  长春理工大学教授、博士生导师

研究领域

纳米材料、稀土化学、纳米太阳能电池、特种功能无机非金属材料 


1. Appl. Mater. Today:兼具超顺磁性和荧光特性的电纺丝多功能开关型各向异性光电导薄膜的制备

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➣首次提出了开关型各向异性光电导薄膜(名为SAPF)的新概念。使用兼具荧光性和光电导性的2,7-二溴-9-芴酮(DF)作为发光导电材料,通过静电纺丝构建了具有顶部-底部结构的SAPF。

➣以[高浓度DF(H-DF)/聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)]//[Fe3O4/PVDF/PVP]Janus纳米纤维和[低浓度DF(L-DF)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)]纳米带作为结构单元分别构建了阵列顶层和非阵列底层。

➣通过从有光照到无光照的转变,SAPF导电方向的电流从7.147×10-4增加到0.807μA,各向异性程度达到1.958×103。

➣Janus纳米纤维确保了SAPF的高各向异性光电导性和荧光特性。SAPF在光照下显示出优异的光电导性、超顺磁性和可调的荧光特性。 DOI: 10.1016/j.apmt.2021.101086


2. Sens. Actuators B Chem.:In2O3/PW12复合纳米纤维的合成及其甲醛气敏性能研究

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➣研究者通过静电纺丝结合后续煅烧工艺成功合成了POM(PW12)掺杂In2O3复合纳米纤维。

➣首次基于室温下的光电导变化研究了POM掺杂In2O3复合材料的气敏性能。结果表明,与纯In2O3纳米纤维相比,In2O3/PW12复合纳米纤维具有更高的光电导率和对甲醛的较强气敏响应。

➣这可归因于光生电子从In2O3向PW12迁移,因此明显抑制了In2O3中光生载流子的复合,提高了电子的利用率。

➣该研究为通过引入POMs开发基于In2O3的高性能气体传感器提供了新的思路。

DOI: 10.1016/j.snb.2021.130227


3. Mater. Chem. Phys.:PEO/PMMA/Cu-Pc超细纤维阵列膜的构建及其性能研究

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➣研究者提出并制备了具有光活化导电各向异性的柔性各向异性导电膜。该薄膜由掺杂有光敏β型铜酞菁(Ⅱ)(Cu-Pc)的有序聚合物微纤维组成,通过静电纺丝技术制备而成。

➣在黑暗条件下,该薄膜是全方位绝缘的。在光照射下,膜的导电各向异性被激活。

➣微纤维长度方向上的光阻比暗阻低3个数量级,而微纤维长度方向上的光阻比薄膜表面正交方向上的光阻低2个数量级。

➣研究了Cu-Pc、PMMA和PEO的掺杂比例对薄膜性能的影响。新型光活化各向异性导电膜在柔性电子器件领域具有广阔的应用前景。

DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124717


4. Sens Actuators B Chem.:Ag掺杂Fe2O3中空纳米纤维的合成及其室温检测H2S的高选择性

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➣通过静电纺丝合成Ag掺杂Fe2O3中空纳米纤维的简单方法。将合成的样品制备成气体传感器,并对其传感性能进行了系统的研究。

➣Ag掺杂Fe2O3材料为中空管状结构,在室温下对H2S具有较高的响应(Ra/Rg=19.43)、选择性和灵敏度。

➣传感器出色的气敏性能是因为银掺杂提高了载流子、吸附氧和晶格氧的浓度。

➣粗糙的中空结构有利于气体的吸附和捕获,为传感反应提供了许多活性中心。因此,具有空心结构的Ag掺杂Fe2O3纳米纤维作为传感材料具有广阔的应用前景。

DOI: 10.1016/j.snb.2021.129919


5.  ChemNanoMat:磁性红绿双色荧光二维双各向异性导电Janus阵列膜的制备及其应用

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➣通过静电纺丝技术制备了具有红绿双色荧光和磁性同步功能的二维双各向异性导电Janus阵列膜(SJAP)。

➣从微观上看,具有同轴//单轴结构的Janus纳米带有效地将三种功能物质限制在各自的区域内,避免了传导、磁性和荧光之间的不利影响,从而获得了增强的荧光和较强的各向异性传导。

➣宏观上,SJAP实现了绿色和红色荧光区域的划分,并且具有单各向异性的L-SJAF和R-SJAF的紧密结合使SJAP获得了双各向异性传导。微观和宏观部分的高度集成使SJAP具有双各向异性传导、磁性和红绿双色荧光。

DOI:10.1002/cnma.202000501


6. J. Alloys Compd.:构建具有直接白光发射和颜色可调光致发光性能的CaF2:Eu2+/3+一维纳米结构的新方法

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➣采用静电纺丝结合双坩埚氟化技术构建了CaF2:Eu2+/3+一维纳米结构,其中包括纳米纤维、中空纳米纤维和纳米带。

➣在276nm或320nm紫外光的激发下,CaF2:Eu2+/3+纳米结构在385nm(紫色)和615nm(红色)处出现特征发射峰,分别对应于Eu2+离子4f65d1(t2g)→8S7/2能级跃迁和Eu3+离子5D0→7F2能级跃迁。

➣CaF2:9%Eu2+/3+纳米纤维具有最高的发光强度。可以通过调节Eu掺杂浓度和煅烧温度来调节Eu2+与Eu3+离子的比例。

➣提出了CaF2:Eu2+/3+一维纳米结构的详细形成机理,并成功建立了新型制备技术。这种设计理念和构建策略对其他一维纳米结构的制备具有一定的指导意义。

DOI:10.1016/j.jallcom.2020.156784


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