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Chem. Eur. J. :大規模制備超薄石墨炔的新策略2022-07-06
青島科技大學趙英杰課題組提出了一種制備大量超薄石墨炔的新策略。該團隊在傳統的液/液界面法制備石墨炔的理論基礎上,通過攪拌的方式增大了反應界面的面積,從而提高了單體的利用率,縮短了反應時間。這種在油水混合物中制備大量超薄石墨炔的簡便方法,為石墨炔薄膜的宏量制備提供了一條可行的途徑,為石墨炔薄膜的應用發展鋪平了道路。

圖1 水/油界面機械攪拌法制備石墨炔薄膜的示意圖以及相關形貌、結構和多孔性質表征。

石墨炔(GDY)是繼富勒烯、碳納米管和石墨烯之后的一種新型碳同素異形體。李玉良院士團隊于2010年首次合成。其18C的大孔結構、sp-和sp2-雜化碳賦予了石墨炔本征帶隙和高載流子遷移率。這使其具有優異的物理和化學性質,在氣體分離、催化及能源方面具有廣闊的應用前景。然而要想達到工業化生產,人們仍需要解決石墨炔薄膜制備的質量和產量兩方面難題。

基于此,趙英杰課題組提出了一種簡便可行的制備方法,實現了高質量、大規模制備石墨炔薄膜的目的。其過程主要是:在適當的水油比條件下,通過簡單的機械攪拌,含有六炔基苯(HEB)單體的有機相逐漸形成液滴并分散在含有催化劑的水相中。每個含有單體的小液滴表面都發生了Eglinton偶聯反應。界面處得到的石墨炔產率高達95%。與傳統的界面合成策略相比,該方法可以在有限的空間內大大增加反應界面的面積。

除此之外,該團隊對所制得的石墨炔薄膜多孔性和半導體性質進行了表征,其比表面積為SBET=513.52 m2/g,半導體性質與銅片法制得的石墨炔相似。

文信息

Preparation of a Large Amount of Ultrathin Graphdiyne

Danbo Wang, Lin Zhang, Siqi Chen, Dr. Qingyan Pan, Zefang Yu, Xu Jia, Dr. Lixia He, Dr. Chaoqin Li, Prof. Yingjie Zhao

Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202200442

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