在2013年,Scott和Itami等報(bào)道了一類馬鞍形的卷曲納米石墨烯分子的合成,該分子代表了繼球狀的富勒烯、管狀的碳納米管、平面的石墨烯之后的一類新型納米碳分子。非六邊形碳環(huán)結(jié)構(gòu)的缺陷不僅僅使該類納米碳分子嚴(yán)重扭曲,而且表現(xiàn)出了與平面納米石墨烯分子(六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu))不同的物理、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明:馬鞍形的卷曲納米石墨烯和平面的納米石墨烯都容易被氧化,但卷曲石墨烯更難被還原。根據(jù)過去文獻(xiàn)報(bào)道,平面納米石墨烯分子或碗狀的的碗烯分子骨架中摻雜不同的雜原子,可以改變其電子性質(zhì),比如帶隙,電催化活性等。我們期待馬鞍形納米碳分子在雜原子摻雜之后,其電子性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)等物理性質(zhì)都會發(fā)生很大改變。然而,到目前為止還沒有關(guān)于新型的馬鞍形納米碳分子的雜原子摻雜的相關(guān)報(bào)道。本論文以碗狀分子碗烯(C20H10)作為起始原料,通過5步有機(jī)反應(yīng)高效地合成了一個結(jié)構(gòu)確定的多氮原子摻雜的馬鞍形納米石墨烯分子。本論文主要內(nèi)容包括以下三個方面:一、多氮雜馬鞍形納米石墨烯的原料合成。本文首先參考Siegel課題組合成碗烯的方法,經(jīng)過8步有機(jī)反應(yīng)合成了數(shù)十克碗烯(C20H10)作為起始原料,然后根據(jù)Scott...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－７?Ｋ?Ｋａｗａｓｕｍｉ等報(bào)道的馬鞍形納米石墨燦分子結(jié)構(gòu)??

?（ｆ）??冊．＃??圖１－８碗烯的部分稠環(huán)衍生物??碗烯稠環(huán)衍生物大多為碗狀（如圖１－８），其中化合物ｂ的碗深為０．２７ｎｍ，??比碗烯分子本身的０．０８９ｍｎ大很多，而且其翻轉(zhuǎn)能壘比碗烯衍生物ａ也高很多。??此外，衍生物ｂ還具有高度彎曲的７：電子體系。另外衍生物ａ的翻轉(zhuǎn)勢壘比....

圖１－８碗烯的部分稠環(huán)衍生物??碗烯稠環(huán)衍生物大多為碗狀（如圖１－８），其中化合物ｂ的碗深為０．２７ｎｍ，??

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圖１－８碗烯的晶體結(jié)構(gòu)堆積??

??衍生物ｄ分子在其結(jié)晶體中呈現(xiàn)菱面體堆疊，所有碗在一個方向上排列（圖１－??９ｂ）。盡管ｄ結(jié)構(gòu)的邊緣稍微向外展開，但是ｄ的結(jié)構(gòu)與Ｃ６Ｇ的結(jié)構(gòu)幾乎重疊。??ｅ和ｆ的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，并且ｆ具有比計(jì)算結(jié)果更深的碗結(jié)構(gòu)［２？６］。??猶驪??圖１－８碗烯的晶體結(jié)構(gòu)堆積??（ａ）?Ｄｅｒｉ....

圖１－９碗烯稠環(huán)衍生物ａ和ｄ的晶體堆積??

??衍生物ｄ分子在其結(jié)晶體中呈現(xiàn)菱面體堆疊，所有碗在一個方向上排列（圖１－??９ｂ）。盡管ｄ結(jié)構(gòu)的邊緣稍微向外展開，但是ｄ的結(jié)構(gòu)與Ｃ６Ｇ的結(jié)構(gòu)幾乎重疊。??ｅ和ｆ的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，并且ｆ具有比計(jì)算結(jié)果更深的碗結(jié)構(gòu)［２？６］。??猶驪??圖１－８碗烯的晶體結(jié)構(gòu)堆積??（ａ）?Ｄｅｒｉ....

本文編號：4000639