【摘 要】
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纳米石墨烯带是尺寸为纳米级的石墨烯的总称,它是由SP2杂化碳组成的,结构上呈现大π共轭现象的一类碳物质。自2004年被科学家发现,有关纳米石墨烯带的研究风靡全球,随着研究的不断扩展和深化,人们发现纳米石墨烯带具有优良的光物理化学性质,并且越来越多的合成纳米石墨烯带的方法被开发出来,这也极大地丰富了纳米石墨烯带的物质内容。常见的纳米石墨烯带在结构上可以粗略地分为平面型和非平面型。平面型石墨烯带具有一
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纳米石墨烯带是尺寸为纳米级的石墨烯的总称,它是由SP~2杂化碳组成的,结构上呈现大π共轭现象的一类碳物质。自2004年被科学家发现,有关纳米石墨烯带的研究风靡全球,随着研究的不断扩展和深化,人们发现纳米石墨烯带具有优良的光物理化学性质,并且越来越多的合成纳米石墨烯带的方法被开发出来,这也极大地丰富了纳米石墨烯带的物质内容。常见的纳米石墨烯带在结构上可以粗略地分为平面型和非平面型。平面型石墨烯带具有一般石墨烯常见的优良性质,比如具有高的电子迁移率,电子可以迅速地在石墨烯上移动,由于石墨烯同时是热的良导体,这使得石墨烯有可能成为未来最佳的半导体材料;非平面型石墨烯带以螺旋型纳米石墨烯作为典型代表,具有螺旋状扭曲的空间几何构型,这使得它不具有对称因素(对称面和对称中心),从而决定了螺旋型纳米石墨烯有两种手性对映异构体(P型)和(M型),这两种手性对映异构体具有不同的旋光性和圆二色性,利用螺旋型纳米石墨烯的这种特性可以将其应用在光学领域,比如激光,液晶显示器等。本文设计合成了螺旋形c-HBC二聚体([7]碳螺烯1a)和线型氮杂-c-HBC二聚体([7]氮杂烯1b)两种石墨烯分子,它们的结构以两个非平面六苯并蔻(c-HBC)稠合在一起作为核心。借鉴c-HBC的合成方法合成了螺旋形c-HBC二聚体,由于光氧化关环存在位点选择性,并且优先以螺旋的方式关环,所以该c-HBC二聚体呈现出螺旋扭曲状;同样借助于c-HBC的合成方法合成了线形氮杂-c-HBC二聚体,由于关环位点的唯一性,预测只能得到平面型的纳米石墨烯带。与c-HBC单体相比,由于这两种分子具有更大的π电子共轭体系,使得它们拥有更好的光学性能和电学性能,因而有望成为性能更优的光电材料。
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