β-石墨炔及其合成方法和在储能领域的应用技术

本发明专利技术公开一种β‑石墨炔及其合成方法和在储能领域的应用，属于有机合成领域。本发明专利技术提供一种β‑石墨炔的合成方法，所述合成方法以3‑(二溴甲烯基)‑1,4‑戊二炔为反应单体，在催化剂和溶剂的作用下，在惰性气体保护下于60～150℃进行Sonogashira偶联反应即得β‑石墨炔；其中，所述催化剂为钯催化剂和Cu(Ⅰ)盐的混合物，钯催化剂和Cu(Ⅰ)盐的摩尔比为1：10～1：1；所述溶剂为常规溶剂和有机胺类溶剂的混合溶剂；所述反应单体和钯催化剂的摩尔比为1：0.05～1：0.2。本发明专利技术提供的β‑石墨炔的合成方法原料廉价易得，工艺简单、成本较低，可用于实现工业化生产；并且该合成方法产率较高。

Beta graphdiyne and its synthetic method and application in energy storage

The invention discloses a beta graphite alkyne and its synthetic method and application in energy storage, belonging to the field of organic synthesis. The present invention provides a method for synthesizing beta graphite alkyne, the synthesis method of 3 (dibromo methyl allyl) 1,4 e two alkyne as monomer in the catalyst and the solvent effect, under the protection of inert gas at 60 to 150 DEG C by Sonogashira coupling reaction to obtain beta graphite among them, the alkyne; catalyst for palladium catalyst and Cu (I) salt mixture of palladium catalyst and Cu (I) salt molar ratio of 1:10 to 1:1; the solvent is mixed solvent of conventional solvent and organic amine solvent; the reaction of palladium catalyst and monomer molar ratio of 1:0.05 to 1:0.2. The synthesis of beta graphdiyne provided the cheap, simple process, low cost, can be used for industrialized production; and the synthetic method of high yield.

【技术实现步骤摘要】
β-石墨炔及其合成方法和在储能领域的应用
本专利技术公开一种合成β-石墨炔及其合成方法和在储能领域的应用，属于有机合成领域。
技术介绍
碳的同素异形体因碳原子所具有的sp、sp2、sp3三种不同的杂化形态而展现出特有的结构多样性和灵活性。金刚石和石墨是自然界中存在的碳的同素异形体，因为sp3杂化的碳原子空间三维排列导致前者是已知硬度最高的天然材料，而由sp2杂化的碳原子构成的石墨片层间只有相对较弱的范德华力，所以石墨可以比较容易地被剥离。随着近些年碳材料的研究深入，越来越多的碳的同素异形体被科学家们发现，如富勒烯、碳纳米管、石墨烯，它们分别对应了零维、一维、二维的全碳材料。尤其是石墨烯的发现更是打破了传统认为的二维碳材料热力学不稳定的观点，加之石墨烯拥有良好的机械强度、导电导热性能，使得它在如储能材料、电子器件上得到了广泛的应用。但是石墨烯的零能隙结构使得它需要经过一定的掺杂或是化学修饰等复杂过程才能在半导体领域得到应用。于是将sp杂化碳引入骨架当中，构筑一类新型的碳的同素异形体——石墨炔(Graphyne)成为了材料学家和化学家的一个新的研究热点。通过结构设计和理论预测，石墨炔是由本文档来自技高网...

【技术保护点】
β‑石墨炔的合成方法，其特征在于，所述合成方法以3‑(二溴甲烯基)‑1,4‑戊二炔为反应单体，在催化剂和溶剂的作用下，在惰性气体保护下于60～150℃进行Sonogashira偶联反应即得β‑石墨炔；其中，所述催化剂为钯催化剂和Cu(Ⅰ)盐的混合物，钯催化剂和Cu(Ⅰ)盐的摩尔比为1：10～1：1；所述溶剂为溶剂1和有机胺类溶剂的混合溶剂，溶剂1和有机胺类溶剂的体积比为1：1～6：1，所述溶剂1为N,N‑二甲基甲酰胺、N‑甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二氧六环、甲苯或氯仿中的至少一种；所述反应单体和钯催化剂的摩尔比为：反应单体：钯催化剂＝1：0.05～1：0.2。

【技术特征摘要】
1.β-石墨炔的合成方法，其特征在于，所述合成方法以3-(二溴甲烯基)-1,4-戊二炔为反应单体，在催化剂和溶剂的作用下，在惰性气体保护下于60～150℃进行Sonogashira偶联反应即得β-石墨炔；其中，所述催化剂为钯催化剂和Cu(Ⅰ)盐的混合物，钯催化剂和Cu(Ⅰ)盐的摩尔比为1：10～1：1；所述溶剂为溶剂1和有机胺类溶剂的混合溶剂，溶剂1和有机胺类溶剂的体积比为1：1～6：1，所述溶剂1为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二氧六环、甲苯或氯仿中的至少一种；所述反应单体和钯催化剂的摩尔比为：反应单体：钯催化剂＝1：0.05～1：0.2。2.根据权利要求1所述的β-石墨炔的合成方法，其特征在于，所述反应单体的结构式如式Ⅰ所示：3.根据权利要求1或2所述的β-石墨炔的合成方法，其特征在于，所述钯催化剂选自四(三苯基膦)钯、二(三叔丁基膦)钯、二(三苯基膦)二氯化钯、[1,1-双(二苯基磷)二茂铁]二氯化钯、(1,5-环辛二烯)二氯化钯、双(三环己基)膦钯或二氯双(二叔丁基苯基膦)钯中的至少一种；或：所述Cu(Ⅰ)盐为碘化亚铜、溴化亚铜或氯化亚铜中的至少一种；或：所述有机胺类溶剂选自三乙胺、正丁基胺、二异丙基胺或三异丙醇胺中的至少一种。4.根据权利要求3所述的β-石墨炔的合成方法，其特征在于，所述催化剂为四(三苯基膦)钯和碘化...

【专利技术属性】
技术研发人员：任世杰，徐雍捷，雍雯雯，沈佳佳，邓纯，王千，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51