作為新型碳材料的一種,碳納米管因其獨(dú)特的物理化學(xué)等性質(zhì)引起人們的廣泛關(guān)注,其側(cè)壁類型及手性的純度對其性質(zhì)起著決定性的作用,目前利用有機(jī)合成的方法自下而上地制備高純碳納米管成為科研工作者的研究熱點。本論文的主要研究方向正是利用有機(jī)合成方法自下而上地構(gòu)筑不同結(jié)構(gòu)的扶手椅型碳納米管的環(huán)對苯撐共軛片段。通過功能化環(huán)對苯撐結(jié)構(gòu),可以得到多種彎曲環(huán)對苯撐的π延伸結(jié)構(gòu),探索了其在光電、超分子、氣體吸附、膜分離等方面的相關(guān)性質(zhì),具體研究工作如下:（1）利用π延伸的石墨烯納米片和環(huán)對苯撐彎曲結(jié)構(gòu),合成了兩種新穎的皇冠狀共軛分子化合物TCR和HCR。研究了它們和富勒烯C60的超分子主客體作用,發(fā)現(xiàn)當(dāng)碳環(huán)直徑固定時,其結(jié)合常數(shù)隨著π結(jié)構(gòu)的延伸而增加,最大的絡(luò)合常數(shù)可達(dá)2.33 × 107 M-1。在光照射下,將這些分子環(huán)與富勒烯C60形成的超分子復(fù)合物作為作為光導(dǎo)層,會產(chǎn)生明顯的光電流,化合物HCR與C60復(fù)合物的光照電流與暗電流相比增加了 1 000倍。超快光譜實驗表明化合物HCR和TCR（電子給體）與富勒烯C60（電子受體）之間存在有效的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移過程。彎曲共軛分子HCR和TCR的合成為開發(fā)更大共軛... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：194 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２零維富勒烯，一維碳納米管，二維石墨烯，三維石墨

?第１章緒論???的合成，超分子性質(zhì)以及在材料科學(xué)中的潛在應(yīng)用而引起了人們極大的興趣。??這些環(huán)形結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為是將碳納米管垂直于主軸“切段”而獲得的。這些環(huán)形??非平面７ｔ軌道的分子稱為“碳納米環(huán)”，是特定手性的碳納米管的側(cè)壁片段，主??要對應(yīng)關(guān)系如圖１．３所示。因此，這些碳納米環(huán)是用于構(gòu)造手性和直徑均一的??碳納米管的理想模板。本論文主要討論其中的扶手椅型碳納米管片段？環(huán)對苯撐??（ＣＰＰ），它是由對位連接的苯環(huán)形成具有徑向環(huán)狀７１系統(tǒng)的納米大環(huán)（如圖１．３??所示）。在過去的幾十年中，人們一直致力于合成ＣＰＰ并研宄其獨(dú)特的光電性??能。針對ＣＰＰ的第一個合成嘗試可以追溯到１９３４年，當(dāng)時Ｐａｒｅｋｈ和Ｇｕｈａ嘗??試合成最小的ＣＰＰ?（［２］ＣＰＰ）?［３８］。之后，Ｖ６ｇｔｌｅ和他的同事們在合成環(huán)對苯撐??方面做出了巨大的開拓性工作［３９］。直至２００８年，加州大學(xué)伯克利分校的??Ｂｅｒｔｏｚｚｉ，Ｊａｓｔｉ和其同事合成了具９個苯環(huán)，１２個苯環(huán)和１８個苯環(huán)的環(huán)對苯撐，??并指出這一類化合物對應(yīng)著扶手椅型碳納米管的重復(fù)單元［２３］。??Ｃｙｃｌｏｐａｒａｐｈｅｍｌｖｎｃ?（ＣＰＰ）?Ｃｙｃｌａｃｃｅｃ?Ａｃｅｎｅ－ｉｎｓｅｒｔｅｄ?ＣＰＰ??ｇｒｏｗｔｈ?：?ｇｒｏｗｔｈ?：?ｇｒｏｗｔｈ?５??？ｉｉ＾??Ａｒｍｔｈａｉｒ?｜ｎ，ｎ｝ＣＮＴ?｛ｎ．ＯＪＣＮＴ?Ｃｈｉｒａｌ?｜ｉｍ？｜ＣＮＴ??圖１．３扶手椅型碳納米管－重復(fù)單元環(huán)對苯撐，鋸齒型碳納米管－重復(fù)單元環(huán)并苯，手性碳??納米管－重復(fù)單元并苯插入的環(huán)對苯撐結(jié)構(gòu)，及環(huán)對苯撐的７１共軛軌道［３７］。??１．３．?２環(huán)對苯撐結(jié)構(gòu)的合成策略??環(huán)對

圖１．４Ｂ所示）


本文編號：3125944