自下而上制备具有非交替5/7/5环结构的石墨烯纳米带

《Journal of the American Chemical Society》：Bottom-Up Fabrication of Graphene Nanoribbons with Nonalternant 5/7/5 Ring Motifs

本研究通过表面辅助Wurtz耦合及环化脱氢成功制备含5/7/5环的石墨烯纳米带（GNRs），利用非接触原子力显微镜确认其原子结构，结合扫描隧道显微术和密度泛函理论阐明其电子特性与芳香性，提出新型低维非苯系碳材料合成策略。

　　

非苯类碳纳米结构因其独特的电子、磁性和光电子特性而受到了越来越多的关注。然而，无论是传统合成方法还是表面合成技术，其精确制备仍然具有挑战性。在这项研究中，我们展示了通过在Au(111)表面辅助Wurtz偶联反应，并对二溴甲基取代的芳香分子进行环脱氢处理，成功制备出含有5/7/5环结构的石墨烯纳米带（GNRs）。这些GNRs表现出两种不同的对称性，这种差异源于偶联过程中前体的顺式和反式构型。其原子结构通过非接触式原子力显微镜得到了明确表征。通过扫描隧道谱学研究和密度泛函理论模拟，我们阐明了这些纳米带的独特电子结构和芳香特性。本研究为制备含有5/7/5环结构的GNRs提供了一种新的合成策略，为低维非苯类碳纳米材料的前体设计和反应路径控制提供了宝贵的见解。