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Chem. Eur. J. :大规模制备超薄石墨炔的新策略2022-07-06
青岛科技大学赵英杰课题组提出了一种制备大量超薄石墨炔的新策略。该团队在传统的液/液界面法制备石墨炔的理论基础上,通过搅拌的方式增大了反应界面的面积,从而提高了单体的利用率,缩短了反应时间。这种在油水混合物中制备大量超薄石墨炔的简便方法,为石墨炔薄膜的宏量制备提供了一条可行的途径,为石墨炔薄膜的应用发展铺平了道路。

图1 水/油界面机械搅拌法制备石墨炔薄膜的示意图以及相关形貌、结构和多孔性质表征。

石墨炔(GDY)是继富勒烯、碳纳米管和石墨烯之后的一种新型碳同素异形体。李玉良院士团队于2010年首次合成。其18C的大孔结构、sp-和sp2-杂化碳赋予了石墨炔本征带隙和高载流子迁移率。这使其具有优异的物理和化学性质,在气体分离、催化及能源方面具有广阔的应用前景。然而要想达到工业化生产,人们仍需要解决石墨炔薄膜制备的质量和产量两方面难题。

基于此,赵英杰课题组提出了一种简便可行的制备方法,实现了高质量、大规模制备石墨炔薄膜的目的。其过程主要是:在适当的水油比条件下,通过简单的机械搅拌,含有六炔基苯(HEB)单体的有机相逐渐形成液滴并分散在含有催化剂的水相中。每个含有单体的小液滴表面都发生了Eglinton偶联反应。界面处得到的石墨炔产率高达95%。与传统的界面合成策略相比,该方法可以在有限的空间内大大增加反应界面的面积。

除此之外,该团队对所制得的石墨炔薄膜多孔性和半导体性质进行了表征,其比表面积为SBET=513.52 m2/g,半导体性质与铜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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