制备具有预定手性的单壁碳纳米管的方法与流程

技术特征：

1.一种制备具有直径d_SWCNT的单壁碳纳米管(SWCNT)的方法，其包括：

(i)提供前体组件，其包含单壁碳纳米管的片段S_SWCNT，

片段S_SWCNT由至少一个由邻位稠合苯环形成的环构成，且具有开放的第一端E1和与该第一端E1相反的第二端E2，

所述前体组件任选进一步包含连接于片段S_SWCNT的第二端E2的帽，

(ii)通过与碳源化合物在含金属的催化剂的表面上的气相反应使所述前体组件生长，其中前体组件与含金属的催化剂的表面经由片段S_SWCNT的开放端E1接触，且含金属的催化剂为具有满足以下关系的平均直径d_cat的粒子形式：d_cat>2×d_SWCNT，或为连续膜形式。

2.根据权利要求1的方法，其中前体组件由多环芳族化合物制备。

3.根据权利要求1或2的方法，其中片段S_SWCNT由至多10个环构成，各环由邻位稠合苯环形成。

4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中前体组件由片段S_SWCNT和连接于片段S_SWCNT的第二端E2的帽构成。

5.根据权利要求2-4中任一项的方法，其中前体组件通过表面催化分子内环化，优选通过环化脱氢、环化脱卤或Bergman环化由所述多环芳族化合物制备。

6.根据权利要求5的方法，其中所述表面催化分子内环化在含金属的催化剂的表面上进行，金属优选选自Pd、Pt、Ru、Ir、Rh、Au、Ag、Fe、Co、Cu、Ni或其任意混合物或合金。

7.根据权利要求6的方法，其中步骤(i)的含金属的催化剂为具有满足以下关系的平均直径d_cat的粒子形式：d_cat>2×d_SWCNT，或为连续膜形式。

8.根据权利要求6或7的方法，其中步骤(i)中的含金属的催化剂的粒子具有至少5nm的平均粒度。

9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中前体组件在100℃至1000℃的温度T₁下制备。

10.根据前述权利要求中任一项的方法，其中步骤(ii)的碳源化合物选自烷烃、烯烃、炔烃、醇、芳族化合物、一氧化碳、含氮有机化合物、含硼有机化合物或其任意混合物。

11.根据前述权利要求中任一项的方法，其中步骤(ii)的含金属的催化剂包含选自下组的金属：Pd、Pt、Ru、Ir、Rh、Au、Ag、Fe、Co、Cu、Ni或其任意混合物或合金。

12.根据前述权利要求中任一项的方法，其中步骤(ii)中的含金属的催化剂的粒子具有至少5nm的平均粒度。

13.根据权利要求6至12中任一项的方法，其中前体组件通过与碳源化合物在步骤(i)的含金属的催化剂的表面上的气相反应而生长。

14.根据前述权利要求中任一项的方法，其中步骤(ii)在700℃或更低的温度T₂下进行。

15.一种单壁碳纳米管，其可通过根据权利要求1-14中任一项的方法获得。

16.多芳环化合物，其具有以下式(I)至式(XXIII)之一：

其中R为苯基(即-C₆H₅)；

17.根据权利要求16的多芳环化合物用于制备单壁碳纳米管的用途。