咨询电话:021-58952328
Chem. Eur. J. :有机聚合物纳米颗粒与氧化石墨烯之间的超快电子转移2023-04-20
华东师范大学与安徽宿州学院的研究团队联合制备了氧化石墨烯和聚-3-己基噻吩纳米颗粒复合物 (p3ht NPs-GO & p3ht NPs-RGO),并揭示了复合物的电荷转移性质。这些复合材料中的超快电子转移过程被首次报道,与p3ht NPs-GO复合物相比,p3ht NPs-RGO复合物中更快的电子转移表明其可能在有机聚合物太阳能电池中具有更高的应用价值。

 

 

1
图1 飞秒瞬态吸收实验中p3ht NPs纳米颗粒和p3ht NPs-GO/RGO复合物在607nm处的漂白信号归一化衰减动力学曲线,以及p3ht NPs-GO/RGO复合物中的电子转移示意图。

石墨烯(Graphene)是由碳原子构成的单原子层二维材料,其优异的光学、电学、热学等性能受到广泛关注。氧化石墨烯(Graphene oxide),简称GO,是石墨烯的氧化形式,丰富的含氧官能团的存在使GO能够很好地分散在溶液中,并具有光学特异性吸收,拓展了其应用领域。还原型氧化石墨烯(Reduced graphene oxide),简称RGO,是GO的改性形式,通常包含更多的特异性缺陷以及许多不同于GO的特性。

有机聚合物(Polymer)由于其出色的特性,被广泛用作有机电子器件结构中的活性层,例如发光器件、太阳能电池等。有机聚合物与石墨烯(及其衍生物)复合材料为此类器件的设计和制造提供了新的选择。然而,目前针对有机聚合物纳米颗粒与石墨烯(及其衍生物)之间的相互作用机制尚未完全清晰,并且缺乏对这些复合材料的超快激发态动力学的探索,这是研究新型石墨烯基有机聚合物太阳能电池和光催化的重要基础。

鉴于此,华东师大与宿州学院联合团队采用再沉淀法制备了有机聚合物聚-3-己基噻吩(poly-3-hexylthiophene)纳米颗粒 (p3ht NPs) 和氧化石墨烯/还原氧化石墨烯复合材料 p3ht NPs-GO/RGO。多种光谱表征结果表明,GO/RGO 可以改善 p3ht 链的有序性和平面性,以及促进 p3ht NPs 的形成,并且复合材料中的 GO/RGO 影响了p3ht NPs 的载流子传输过程。其中,GO/RGO 和 p3ht NPs 之间的超快电子转移 (~1ps) 淬灭了 p3ht NPs 的荧光,因此p3ht NPs-GO/RGO 具有作为电荷转移复合物的优异性能,并且此复合材料中有效的电子转移过程使其在有机聚合物太阳能电池和光催化领域具有很好的应用潜力。此外,与GO相比,RGO与p3ht NPs具有更强的界面相互作用和更匹配的导带能级,导致p3ht NPs-RGO可能比p3ht NPs-GO具有更好的应用价值。该团队成果能够为石墨烯(及其衍生物)与其它类型的有机聚合物纳米颗粒的相互作用微观机理研究提供新思路。

文信息

Ultrafast Electron Transfer Dynamics of Organic Polymer Nanoparticles with Graphene Oxide

Dong Li, Dr. Xiaoxiao He, Dr. Litao Zhao, Dr. Menghui Jia, Haoyang Li, Prof. Sanjun Zhang, Prof. Xiaolei Zhang, Prof. Jinquan Chen, Prof. Qingyuan Jin, Prof. Jianhua Xu

Chemistry – A European Journal 

DOI: 10.1002/chem.202300025

 

最新产品
园区介绍