[发明专利]少层石墨炔及微纳石墨炔材料的同时可控合成方法

说明书

本发明公开了一种少层石墨炔及微纳石墨炔材料的同时可控合成方法。在超临界反应装置中放入基底，以及盛放含有过渡金属催化剂或生成过渡金属催化剂的反应底物的溶液的容器，然后通入超临界二氧化碳达到所需压强，接着泵入含有六乙炔基苯的溶液，在一定温度和压强下进行避光反应，得到附着在基底上的少层石墨炔，并在所述容器中得到含有一定形貌微纳石墨炔材料的溶液。该方法有望实现克级规模的少层石墨炔及一定形貌的微纳石墨炔材料的同时可控合成，解决目前石墨炔领域在制备量上的瓶颈问题。

技术领域

本发明属于碳材料合成技术领域，特别涉及一种在超临界二氧化碳中稳定可控的碳材料制备方法。

背景技术

石墨炔（graphdiyne, GDY）是一种新兴的碳材料。自2010年首次合成（G. Li,Y.L. Li, H.B. Liu, Y.B. Guo, Y.J. Li, D.B. Zhu. Architecture of graphdiynenanoscale films[J]. Chem. Commun. (Camb), 2010,46: 3256-3258）至今，石墨炔领域获得了广泛的关注和研究。石墨炔由sp杂化和sp²杂化的碳原子通过特殊的排布构成，具有独特的双炔键结构、富电子的特殊三角形空隙和大π键共轭体系。石墨炔具有优异的力学、热学、电学和光学特性，在光电效应（H.S. Li，R. Zhang，Y.S. Li，Y.M. Li，H.B. Liu，J.J.Shi，H.Y. Zhang，H.J. Wu，Y.H. Luo，D.M. Li, Y.L. Li, Q.B. Meng. Graphdiyne-basedbulk heterojunction for efficient and moisture-stable planar perovskite solarcells [J]. Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1802012(10p)）、催化(R.J. Liu, H.B. Liu,Y.L. Li, Y.P. Yi, X.K. Shen, S.S. Zhang, X.L. Yu, S.J. Zhang, H.B. Cao, G.J.Zhang. Nitrogen-doped graphdiyne as a metal-free catalyst for high-performance oxygen reduction reactions [J]. Nanoscale 2014, 6, 11336-11343)、放射化学(T.Y. Yuan, S.J. Xiong, X.H. Shen. Coordination of Actinide SingleIons to Deformed Graphdiyne: Strategy on Essential Separation Processes inNuclear Fuel Cycle [J]. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 17719-17725)等领域具有极大的应用潜力。