功能化联苯分子在Ag（111）表面的自组装和反应
发布时间：2024-02-26 03:10
“自下而上”的表面合成法为合成低维功能碳纳米材料提供了新方法。与溶液中的有机化学反应相比,表面合成中有机分子的反应在二维表面上进行。因此,表面反应可以受到金属衬底的催化和限域,这体现了表面合成的最主要特点。表面合成分为两个方面:表面分子自组装和表面分子反应。前者主要利用分子间弱相互作用,即氢键、配位键、范德瓦尔斯力以及静电作用力等形成有序的二维超分子结构。后者主要通过表面C-C偶联反应合成低维碳共价耦合结构。研究者们通过表面合成已经成功制备了多种具有特殊结构的材料,如多环苯环、石墨烯纳米条带、二维超分子等。然而,表面合成依然面临巨大的挑战,比如实现对合成路径的有效调控。前驱体分子设计是有效调控表面合成的方法之一。前驱体分子主要有联苯类、并苯类、杂元碳环类、烷烃和烯烃类等,其中研究最多的是联苯类分子。二联苯是结构较为简单的联苯分子,研究二联苯类分子在表面的自组装和反应,对研究复杂的表面合成体系具有重要的指导意义。对此,本论文利用分子束外延生长技术(MBE)、扫描隧道显微镜(STM)、X射线光电子能谱(XPS)等实验手段,研究了二联苯类分子在Ag(111)表面上的自组装和反应,成功地合成了...
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
附录 主题索引
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 表面合成的特点
1.2.1 衬底材料
1.2.2 反应物
1.2.3 金属原子的参与
1.2.3.1 衬底游离金属原子
1.2.3.2 沉积金属原子
1.2.4 表面的二维环境
1.2.5 模板效应
1.2.5.1 表面的晶向和沟槽
1.2.5.2 分子自组装模板
1.2.5.3 分子取代基位阻效应
1.3 表面合成低维碳纳米材料的策略
1.3.1 表面分子自组装
1.3.1.1 氢键作用
1.3.1.2 配位作用
1.3.2 表面分子反应
1.3.2.1 C(sp3)-C(sp3): 武兹反应
1.3.2.2 C(sp2)-C(sp2): 乌尔曼反应
1.3.2.3 C(sp)-C(sp):炔基反应
1.3.2.4 C-X和C-H交叉偶联反应
1.3.2.5 精确的C-C偶联反应
1.4 本文的选题思路和研究内容
参考文献
第2章 实验技术和方法
2.1 超高真空技术(UHV)
2.2 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.1 XPS的基本原理和结构[1]
2.2.2 同步辐射光电子能谱(SRPES)[2]
2.3 扫描隧道显微技术(STM)[3]
2.3.1 STM的隧穿原理和基本结构
2.3.2 STM的工作模式
2.4 分子束外延生长技术(MBE)
2.5 实验仪器
参考文献
第3章 联苯二酚在Ag(111)上的自组装
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 联苯二酚分子在Ag(111)上的XPS实验
3.3.2 联苯二酚在Ag(111)上的自组装
3.3.3 节点的去对
3.3.4 节点对称性重建
3.4 讨论
3.5 本章小结
参考文献
第4章 4-溴乙炔-联苯在Ag(111)上的自组装以及C-Br键的活化反应
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 BEBP在Ag(111)上的反应
4.3.2 Ce/BEBP在Au(111)上的反应
4.3.3 讨论
4.4 本章小结
参考文献
第5章 2-2'-二溴联苯在Ag(111)上的反应
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 DBBP分子在Ag(111)上的XPS实验
5.3.2 六并苯的合成
5.3.3 区域选择性的aryl-aryl偶联
5.4 本章小结
参考文献
第6章 总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3911241
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
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摘要
abstract
附录 主题索引
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 表面合成的特点
1.2.1 衬底材料
1.2.2 反应物
1.2.3 金属原子的参与
1.2.3.1 衬底游离金属原子
1.2.3.2 沉积金属原子
1.2.4 表面的二维环境
1.2.5 模板效应
1.2.5.1 表面的晶向和沟槽
1.2.5.2 分子自组装模板
1.2.5.3 分子取代基位阻效应
1.3 表面合成低维碳纳米材料的策略
1.3.1 表面分子自组装
1.3.1.1 氢键作用
1.3.1.2 配位作用
1.3.2 表面分子反应
1.3.2.1 C(sp3)-C(sp3): 武兹反应
1.3.2.2 C(sp2)-C(sp2): 乌尔曼反应
1.3.2.3 C(sp)-C(sp):炔基反应
1.3.2.4 C-X和C-H交叉偶联反应
1.3.2.5 精确的C-C偶联反应
1.4 本文的选题思路和研究内容
参考文献
第2章 实验技术和方法
2.1 超高真空技术(UHV)
2.2 X射线光电子能谱(XPS)
2.2.1 XPS的基本原理和结构[1]
2.2.2 同步辐射光电子能谱(SRPES)[2]
2.3 扫描隧道显微技术(STM)[3]
2.3.1 STM的隧穿原理和基本结构
2.3.2 STM的工作模式
2.4 分子束外延生长技术(MBE)
2.5 实验仪器
参考文献
第3章 联苯二酚在Ag(111)上的自组装
3.1 引言
3.2 实验部分
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 联苯二酚分子在Ag(111)上的XPS实验
3.3.2 联苯二酚在Ag(111)上的自组装
3.3.3 节点的去对
3.3.4 节点对称性重建
3.4 讨论
3.5 本章小结
参考文献
第4章 4-溴乙炔-联苯在Ag(111)上的自组装以及C-Br键的活化反应
4.1 引言
4.2 实验部分
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 BEBP在Ag(111)上的反应
4.3.2 Ce/BEBP在Au(111)上的反应
4.3.3 讨论
4.4 本章小结
参考文献
第5章 2-2'-二溴联苯在Ag(111)上的反应
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 DBBP分子在Ag(111)上的XPS实验
5.3.2 六并苯的合成
5.3.3 区域选择性的aryl-aryl偶联
5.4 本章小结
参考文献
第6章 总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3911241
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