[發(fā)明專利]一種類石墨炔的制備方法

有效

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• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109019586B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳治良;王國榮;馬秉正
• 申請（專利權(quán)）人: 北方民族大學(xué)
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

本發(fā)明涉及一種制備類石墨炔的方法包括如下步驟：以碘化亞銅為基底，采用六炔基苯在碘化亞銅的催化作用下于溶劑中發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)：用氨水腐蝕除掉碘化亞銅，離心分離，干燥，研磨得到類石墨炔粉末產(chǎn)品。本發(fā)明類石墨炔制備方法，能夠大量制備類石墨炔物質(zhì)，縮短了石墨炔在其他領(lǐng)域中的研究周期，使得石墨炔在其他領(lǐng)域的領(lǐng)用變?yōu)榭赡堋?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及一種類石墨炔的制備方法。

背景技術(shù)

碳元素廣泛存在于地球上，由于其獨特的物化性質(zhì)，逐漸被人們所發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識和利用。之前人們認(rèn)為碳只有石墨和金剛石單質(zhì)兩種同素異構(gòu)體。1985年富勒烯族被發(fā)現(xiàn)(H.W.Kroto,J.R.Heath,S.C.O'Brien,C/sub 60/:Buckminsterfullerene,nature,1985,318:162-163.)；1991年碳納米管被發(fā)現(xiàn)(Iijima S.Helical microtubles ofgraphiticcarbon,Nature,1991,354.)；2004年二維碳基材料石墨烯被發(fā)現(xiàn)，極大地豐富了碳材料的家族。隨著合成化學(xué)的飛速發(fā)展，科學(xué)家們提出了制備不同的碳的同素異形體的方法，同時也產(chǎn)生了一些非天然的碳的同素異形體。自從石墨炔被首次提出后(A.T.Balaban,C.CRentia,E.Ciupitu,Rev,Roum.Chim.,1968,13,231-247.)，科學(xué)家們在不斷探索其制備方法，然而大多是其單體或者是寡聚物。2010年中科院化學(xué)所李玉良院士在銅箔基底上生長了具有sp和sp2雜化碳原子組成的石墨炔薄膜(G.Li,Y.Li,H.Liu,Architecture ofgraphdiyne nanoscale films,Chemical Communications,2010,46,3256-3258.)，更進一步把碳材料的研究推向了新的高潮。理論計算預(yù)測其具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)。然而，該方法制備的石墨炔薄膜質(zhì)量太小，很難再其他方面得到推廣和研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種類石墨炔的制備方法，其具有工藝簡單，能夠大規(guī)模制備，在空氣中可穩(wěn)定存在的優(yōu)點。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種類石墨炔的制備方法，包括如下步驟：

1)以碘化亞銅為基底，采用六炔基苯在碘化亞銅的催化作用下于溶劑中發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)：

2)用氨水腐蝕除掉碘化亞銅，離心分離，干燥，研磨得到類石墨炔粉末產(chǎn)品。

而且，所述六炔基苯與碘化亞銅的質(zhì)量比為：1:8-10。

而且，所述溶劑為吡啶，所述溶劑與碘化亞銅的質(zhì)量比為：70-90:1。

而且，所述偶聯(lián)反應(yīng)是在惰性氣體保護下進行。

而且，所述惰性氣體為氮氣。

而且，所述偶聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50-70攝氏度，時間為1-3天。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：

1、本發(fā)明類石墨炔制備方法，其能夠制備類石墨炔工藝簡單，能夠在碘化亞銅基底上大規(guī)模制備，在空氣中穩(wěn)定存在，是一種與石墨相近的半導(dǎo)體。

2、本發(fā)明類石墨炔制備方法，所制備的類石墨炔僅由碳元素組成，且碳為sp²和sp雜化，具有獨特的納米級孔隙、二維層狀共軛骨架結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體性質(zhì)等特性，在能源、電化學(xué)、光催化、光學(xué)、電子學(xué)等諸多領(lǐng)域優(yōu)勢顯著。

3、本發(fā)明類石墨炔制備方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)，其六炔基苯容易取得，工藝路線簡單，且工藝周期短，產(chǎn)率高。

4、本發(fā)明類石墨炔制備方法，所備出的類石墨炔物質(zhì)應(yīng)用光催化分解水產(chǎn)氫中，相對于Pt/碘化亞銅，Pt/類石墨炔-碘化亞銅的產(chǎn)氫速率提升了2倍。