甲醇中沉淀， 过滤，干燥，得淡黄色固体粗产物〇. 202g ;将所得淡黄色固体粗产物用甲苯溶解过短柱子， 旋干，抽干，用〇. 5mL甲苯溶解，于100mL甲醇沉淀，过滤，干燥，得淡黄色固体产物0. 147g。 所得淡黄色固体产物为聚对苯衍生物，作为石墨烯纳米带前驱体。
[0047] 采用核磁共振氢谱法对所得淡黄色固体产物进行结构解析，核磁氢谱如图2所 示，分析所得淡黄色固体产物为聚3, 5-二（4-烷氧基苯）-1，4-苯撑。
[0048] (3)石墨稀纳米带的合成：
[0049] 合成路线如下：
[0051] 具体操作为：
[0052] 取步骤（2)所得石墨烯纳米带前驱体90mg溶于600mL二氯甲烷中，氩气鼓泡排 气15min，1. 000g三氯化铁溶于9mL硝基甲烷中注入到恒压漏斗中缓慢滴入，滴完后搅拌反 应3d ;停止反应，40°C旋干二氯甲烷，油栗抽干；然后加入3mLTHF进行溶解，滴入200mL甲 醇和250mL浓盐酸的混合液中避光搅拌过夜；然后过滤，得黑色泥状物，水洗，甲醇洗涤，抽 干，用THF溶解过柱子，得黑褐色溶液，旋干，抽干；然后加入适量THF进行溶解，滴入甲醇溶 液中沉淀，得到黑色片状固体，搅拌后为黑色碎片和粉末，过滤纸，甲醇洗涤得到黑色粉末 固体，丙酮抽提过夜，将抽提剩余黑色固体56mg用THF溶解，过硅胶短柱，旋干，抽干，加入 lmLTHF溶解，于200mL甲醇中沉淀，得到黑色短片状固体，干燥，得到最终产物27mg，所得最 终产物即为所述石墨稀纳米带。
[0053] 实施例2
[0054] -种石墨稀纳米带，其合成方法包括如下步骤：
[0055] (1) 3, 5-二（4-辛基苯）-4-噸呐醇硼酸酯-1-溴苯的合成：
[0056] 合成路线如下式所示：
[0057]
[0058] 具体操作为：
[0059] 250mL三口瓶中加入60mL的4-辛基-溴苯的格氏试剂（0. 5M，30mmol，THF溶液）， 加热到80°C回流，取2, 4, 6-三溴碘苯（lOmmol，4. 407g)溶于30mL THF中，注入到恒压漏斗 中滴加，lh滴完，80°C回流反应3h，冷却至室温，补加 THF 60mL，降温至-65°C，注入2-异丙 氧基-4, 4, 5, 5-四甲基-1，3, 2-二氧杂环戊硼烷10mL，撤走降温装置，自然升温反应过夜； 反应结束后加水，用二氯甲烷萃取，加硫酸镁干燥，抽滤，旋干，抽干；硅胶粉过柱，洗脱液为 体积比为石油醚：乙酸乙酯=100 :1的石油醚/乙酸乙酯混合液，得到产物3, 5-二（4-辛 基苯）-4_噸呐醇硼酸酯-1-溴苯1. 64g，产率25%。
[0060] (2)聚3, 5-二（4-辛基苯）-1，4-苯撑的合成：
[0061] 合成路线如下式所示：
[0063] 具体操作如下：
[0064] 取3, 5-二（4-辛基苯）-4-噸呐醇硼酸酯-1-溴苯（293mg，0· 444mmol)，碳酸钠 (1. 658g，12mmol)，水（6mL)，甲苯（15mL)，催化剂Pd(PPh3)4和相转移剂三辛基甲基氯化铵 Al.iqua!:? 336(1. 8mg，0. 0045mmol)于聚合管中，置于-20°C冷冻液中换氩气5次，120°C 反应7天；然后注入对溴甲苯（30mg，溶于lmL甲苯中）反应12h，再注入对甲基苯硼酸 (30mg，溶于lmL二氧六环中）反应12h ;反应结束后冷却至室温，倒入50mL盐酸、50mL水及 50mL甲苯的混合液中搅拌半小时；然后用甲苯萃取，旋转蒸发仪除掉有机溶剂，油栗抽干， 得0. 285g固体产物；将所得固体产物用lmL甲苯溶解，于lOOmL甲醇中沉淀，过滤，干燥，得 淡黄色固体粗产物0. 202g ;将所得淡黄色固体粗产物用甲苯溶解过短柱子，旋干，抽干，用 0. 5mL甲苯溶解，于lOOmL甲醇沉淀，过滤，干燥，得淡黄色固体产物155mg。所得淡黄色固 体产物为聚对苯衍生物聚3, 5-二（4-辛基苯）-1，4-苯撑，作为石墨烯纳米带前驱体。
[0065] (3)石墨稀纳米带的合成：
[0066] 合成路线如下式所示：
[0068] 具体操作为：
[0069] 取步骤（2)所得石墨烯纳米带前驱体85mg溶于600mL二氯甲烷中，氩气鼓泡排 气15min，1. 000g三氯化铁溶于9mL硝基甲烷中注入到恒压漏斗中缓慢滴入，滴完后搅拌反 应3d ;停止反应，40°C旋干二氯甲烷，油栗抽干；然后加入3mLTHF进行溶解，滴入200mL甲 醇和250mL浓盐酸的混合液中避光搅拌过夜；然后过滤，得黑色泥状物，水洗，甲醇洗涤，抽 干，用THF溶解过柱子，得黑褐色溶液，旋干，抽干；然后加入适量THF溶解，滴入甲醇溶液中 沉淀，得到黑色片状固体，搅拌后为黑色碎片和粉末，过滤纸，甲醇洗涤得到黑色粉末固体， 丙酮抽提过夜，将抽提剩余黑色固体56mg用THF溶解，过硅胶短柱，旋干，抽干，加入lmLTHF 溶解，于200mL甲醇沉淀，得到黑色短片状固体，干燥，得到最终产物27mg，所得最终产物即 为所述石墨稀纳米带。
[0070] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种石墨締纳米带，其特征在于具有如下结构式：， 其中，R是带有烷基或烷氧基的基团。2. 根据权利要求1所述的石墨締纳米带，其特征在于：所述R为C1~C100的烷基或 烷氧基。3. 根据权利要求2所述的石墨締纳米带，其特征在于：所述R为C化3、CsHn、CicHzi、 Ci2H25、CwH33或〔2化冲的一种。4. 根据权利要求3所述的石墨締纳米带，其特征在于：所述R为下列结构式的烷基中 的一种：、5. 根据权利要求2所述的石墨締纳米带，其特征在于：所述R为C化3〇、〔品7〇、〔1化1〇、 C12H25O、。化3〇或〔2化1〇中的一种。6. 根据权利要求5所述的石墨締纳米带，其特征在于：所述R为下列结构的烷氧基中 的一种：9'.7. 权利要求1~6任一项所述的石墨締纳米带的合成方法，其特征在于包括如下步骤： 将2, 4, 6-Ξ漠舰苯和烷基/烷氧基芳控的格氏试剂反应，在反应后期加入棚酸嗯响醇醋得 到3, 5-二（4-烷基/烷氧基苯）-4-嗯响醇棚酸醋漠苯；将所得3, 5-二（4-烷基/烧氧 基苯）-4-嗯响醇棚酸醋漠苯与贵金属催化剂进行Suzuki偶联反应，进行聚合生成聚对苯 衍生物，所述聚对苯衍生物即为石墨締纳米带前驱体；将所述石墨締纳米带前驱体经贵金 属催化氧化或Ξ氯化铁进行氧化脱氨，或者将所述石墨締纳米带前驱体进行电化学氧化脱 氨，得到所述石墨締纳米带。8. 根据权利要求7所述的石墨締纳米带的合成方法，其特征在于：所述烷基/烷氧基 芳控的格氏试剂为下列结构中的一种：、9. 根据权利要求8所述的石墨締纳米带的合成方法，其特征在于：所述X为化。10. 权利要求1~6任一项所述的石墨締纳米带在场效应晶体管、光伏电池、非线性光 学和传感器件中的应用。
【专利摘要】本发明属于功能材料技术领域，公开了一种石墨烯纳米带及其合成方法与应用。所述石墨烯纳米带的合成方法为：将2,4,6-三溴碘苯和烷基/烷氧基芳烃的格氏试剂反应，在反应后期加入硼酸嚬呐醇酯得到3,5-二(4-烷基/烷氧基苯)-4-嚬呐醇硼酸酯溴苯；将3,5-二(4-烷基/烷氧基苯)-4-嚬呐醇硼酸酯溴苯进行Suzuki偶联反应，生成聚对苯衍生物，所述聚对苯衍生物即为石墨烯纳米带前驱体；将所述石墨烯纳米带前驱体经氧化脱氢，得到所述石墨烯纳米带。所述石墨烯纳米带可应用于场效应晶体管、光伏电池、非线性光学和传感器件领域。
【IPC分类】C01B31/00, C01B31/04
【公开号】CN105399074
【申请号】CN201510888148
【发明人】莫越奇
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月4日