發(fā)布時(shí)間：2024-02-26 03:10

　　“自下而上”的表面合成法為合成低維功能碳納米材料提供了新方法。與溶液中的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)相比,表面合成中有機(jī)分子的反應(yīng)在二維表面上進(jìn)行。因此,表面反應(yīng)可以受到金屬襯底的催化和限域,這體現(xiàn)了表面合成的最主要特點(diǎn)。表面合成分為兩個(gè)方面:表面分子自組裝和表面分子反應(yīng)。前者主要利用分子間弱相互作用,即氫鍵、配位鍵、范德瓦爾斯力以及靜電作用力等形成有序的二維超分子結(jié)構(gòu)。后者主要通過(guò)表面C-C偶聯(lián)反應(yīng)合成低維碳共價(jià)耦合結(jié)構(gòu)。研究者們通過(guò)表面合成已經(jīng)成功制備了多種具有特殊結(jié)構(gòu)的材料,如多環(huán)苯環(huán)、石墨烯納米條帶、二維超分子等。然而,表面合成依然面臨巨大的挑戰(zhàn),比如實(shí)現(xiàn)對(duì)合成路徑的有效調(diào)控。前驅(qū)體分子設(shè)計(jì)是有效調(diào)控表面合成的方法之一。前驅(qū)體分子主要有聯(lián)苯類(lèi)、并苯類(lèi)、雜元碳環(huán)類(lèi)、烷烴和烯烴類(lèi)等,其中研究最多的是聯(lián)苯類(lèi)分子。二聯(lián)苯是結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的聯(lián)苯分子,研究二聯(lián)苯類(lèi)分子在表面的自組裝和反應(yīng),對(duì)研究復(fù)雜的表面合成體系具有重要的指導(dǎo)意義。對(duì)此,本論文利用分子束外延生長(zhǎng)技術(shù)(MBE)、掃描隧道顯微鏡(STM)、X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)等實(shí)驗(yàn)手段,研究了二聯(lián)苯類(lèi)分子在Ag(111)表面上的自組裝和反應(yīng),成功地合成了...

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
附錄 主題索引
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 表面合成的特點(diǎn)
        1.2.1 襯底材料
        1.2.2 反應(yīng)物
        1.2.3 金屬原子的參與
            1.2.3.1 襯底游離金屬原子
            1.2.3.2 沉積金屬原子
        1.2.4 表面的二維環(huán)境
        1.2.5 模板效應(yīng)
            1.2.5.1 表面的晶向和溝槽
            1.2.5.2 分子自組裝模板
            1.2.5.3 分子取代基位阻效應(yīng)
    1.3 表面合成低維碳納米材料的策略
        1.3.1 表面分子自組裝
            1.3.1.1 氫鍵作用
            1.3.1.2 配位作用
        1.3.2 表面分子反應(yīng)
            1.3.2.1 C(sp³)-C(sp³): 武茲反應(yīng)
            1.3.2.2 C(sp²)-C(sp²): 烏爾曼反應(yīng)
            1.3.2.3 C(sp)-C(sp):炔基反應(yīng)
            1.3.2.4 C-X和C-H交叉偶聯(lián)反應(yīng)
            1.3.2.5 精確的C-C偶聯(lián)反應(yīng)
    1.4 本文的選題思路和研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第2章 實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法
    2.1 超高真空技術(shù)(UHV)
    2.2 X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)
        2.2.1 XPS的基本原理和結(jié)構(gòu)[1]
        2.2.2 同步輻射光電子能譜(SRPES)[2]
    2.3 掃描隧道顯微技術(shù)(STM)[3]
        2.3.1 STM的隧穿原理和基本結(jié)構(gòu)
        2.3.2 STM的工作模式
    2.4 分子束外延生長(zhǎng)技術(shù)(MBE)
    2.5 實(shí)驗(yàn)儀器
    參考文獻(xiàn)
第3章 聯(lián)苯二酚在Ag(111)上的自組裝
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 聯(lián)苯二酚分子在Ag(111)上的XPS實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 聯(lián)苯二酚在Ag(111)上的自組裝
        3.3.3 節(jié)點(diǎn)的去對(duì)
        3.3.4 節(jié)點(diǎn)對(duì)稱(chēng)性重建
    3.4 討論
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 4-溴乙炔-聯(lián)苯在Ag(111)上的自組裝以及C-Br鍵的活化反應(yīng)
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 BEBP在Ag(111)上的反應(yīng)
        4.3.2 Ce/BEBP在Au(111)上的反應(yīng)
        4.3.3 討論
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 2-2'-二溴聯(lián)苯在Ag(111)上的反應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 DBBP分子在Ag(111)上的XPS實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 六并苯的合成
        5.3.3 區(qū)域選擇性的aryl-aryl偶聯(lián)
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第6章 總結(jié)與展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3911241