研究目的
报道一类新型的巨型星形N掺杂纳米石墨烯家族,其直径可达6.5纳米,并表征其结构、光电及电化学性质。
研究成果
成功合成了直径达6.5纳米的高溶解性SNGs材料,实现了全面表征。π体系的径向扩展导致电子吸收、摩尔吸光系数、光致发光和电化学性质发生变化,而其他特性几乎保持不变。高摩尔吸光系数、低LUMO能级及φΣμ值表明其具有n型半导体特性,在电荷传输和能量转换应用中展现出潜力。
研究不足
由于平面π体系在溶液中易通过π-π堆积强烈聚集而导致溶解性差,扩展型SNGs的合成具有挑战性。SNG-G2的高分子量已达到MALDI-TOF HRMS的检测极限,且未能获得适合X射线衍射的单晶。
1:实验设计与方法选择:
合成过程中精心设计了一个C3对称前体(SNG-G0),并以此为基础径向延伸SNG核心结构。最初尝试将前体A与环己烷-1,2,3,4,5,6-六酮(HKT)进行环缩合反应,但得到的是线性C2带状结构而非预期的C3加合物。随后采用新策略,使用C3对称前体,其中二酮基团间距较远并带有叔丁基增溶基团。
2:样品选择与数据来源:
样品由芘二酮D和1,2,3,4,5,6-六氨基苯(HAB)合成。
3:实验设备与材料清单:
合成过程需要CHCl3、AcOH、TFA、水和MnO2进行氧化。表征手段包括1H-NMR、13C-NMR、MALDI-TOF高分辨质谱、紫外-可见光谱、光致发光、循环伏安法和瞬态光电流法。
4:AcOH、TFA、水和MnO2进行氧化。表征手段包括1H-NMR、13C-NMR、MALDI-TOF高分辨质谱、紫外-可见光谱、光致发光、循环伏安法和瞬态光电流法。
实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过环缩合、脱保护和进一步环缩合步骤合成SNG-G0、SNG-G1和SNG-G2。产物经色谱纯化并进行表征。
5:SNG-G1和SNG-G2。产物经色谱纯化并进行表征。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:电子结构采用TD-DFT分析,前沿轨道能量通过6-31g(d)基组和B3LYP哈密顿量计算获得。
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