Bergman环化反应用于大规模合成形貌可控的石墨烯的研究

本项目利用Bergman环化反应可方便地实现富碳化合物交联反应的特点，在一定形状或者拓扑结构的基底上引入可发生Bergman环化反应的烯二炔类化合物单分子自组装层（SAMs），在紫外光照引发或者高温热引发下发生Bergman环化反应，对这些小分子进行初级交联。然后，利用化学处理（Scholl反应）或者热处理的方法，进一步规整化这些富碳分子的排列。通过合理的分子设计，选择合适的烯二化合物并采用优化的后处理条件，可望实现二维碳结构材料，特别是理想化二维碳结构材料- - 石墨烯的合成。采用化学合成结合分子自组装的方法，可以对所得纳米材料的形貌结构进行精确调控，达到对这类材料的规模化、一致化的制造的目的。同时，为这类新颖纳米材料的进一步研究与推广应用铺平道路。

本项目利用Bergman 环化反应可方便地实现富碳化合物交联反应的特点，在基底上引入可发生Bergman 环化反应的烯二炔类化合物单分子自组装层（SAMs），在紫外光照引发或者高温热引发下发生Bergman 环化反应，对这些小分子进行初级交联。然后，利用化学处理或者热处理的方法，进一步规整化这些富碳分子的排列。最终实现了二维碳结构材料--碳纳米膜的规模化合成。通过选择各种不同拓扑结构和形貌的基底，并结合这些基底自身的物理化学特性，得到了三维多孔碳纳米囊泡、硅支持介孔碳纳米膜、碳纳米膜覆盖金属纳米粒子等多种新型材料。并将这些材料应用于催化剂负载、气体吸附、磁流体、能量储存、表面增强拉曼等多个领域。该方法实现了碳纳米膜的规模化、一致化的制造的目的。同时，为这类新颖纳米材料的进一步研究与推广应用铺平道路。