1،3،5-Triphenylbenzene وCorannulene كما الكترون المستقبلات ليثيوم الإذابة بالإكترونات الكترون حلول
Summary
The authors report on conductivity studies carried out on lithium solvated electron solutions (LiSES) prepared using 1,3,5-triphenylbenzene (TPB) and corannulene as electron receptors.
Abstract
واضعو التقرير على دراسات الموصلية التي أجريت على الليثيوم الإذابة بالإكترونات حلول الإلكترون (LiSES) أعدت باستخدام نوعين من الهيدروكربونات العطرية المتعددة (الهيئة العامة للإسكان)، وهي 1،3،5-triphenylbenzene وcorannulene، كما مستقبلات الإلكترون. تم حل هذه الكربوهيدرات الصلبة لأول مرة في رباعي هيدرو الفوران (THF) لتكوين محلول. ثم حل الليثيوم المعدني إلى هذه الحلول الهيئة العامة للإسكان / THF أن تسفر إما الأزرق أو الأخضر حلول الزرقاء، والألوان التي تدل على وجود الإلكترونات الإذابة بالإكترونات. قياسات الموصلية في درجة الحرارة المحيطة التي أجريت على LiSES 1،3،5-triphenylbenzene القائم، تدل لى اكس TPB (THF) 24.7 (س = 1، 2، 3، 4)، أظهرت زيادة التوصيل مع زيادة لي: نسبة الهيئة العامة للإسكان من س = 1 إلى 2. ومع ذلك، انخفض التوصيل تدريجيا على مواصلة زيادة النسبة. والواقع أن الموصلية لى س TPB (THF) 24.7 ل x = 4 هو أقل حتى من لس </eم => 1. هذا السلوك هو مماثلة لتلك التي من LiSES ذكر سابقا أعدت من ثنائي الفينيل والنفثالين. الموصلية مقابل قياسات درجات الحرارة على LiSES القائم على corannulene، تدل لى س كو (THF) 247 (س = 1، 2، 3، 4، 5)، وأظهرت علاقات خطية مع المنحدرات السلبية، مما يدل على أن السلوك معدني مماثل لثنائي الفينيل وnaphthalene- LiSES مقرها.
Introduction
الليثيوم حلول الإذابة بالإكترونات (LiSES) أعدت باستخدام يحتمل أن الهيدروكربونات بسيطة يومين حلقة العطرية المتعددة (الهيئة العامة للإسكان) مثل ثنائي الفينيل والنفثالين استخدامها كما الأنودات السائلة في خلايا الليثيوم refuelable 1-7. في LiSES، شكلت هذه الجزيئات الهيئة العامة للإسكان بسيطة مثل مستقبلات الإلكترون للإلكترونات الإذابة بالإكترونات من الليثيوم المعدني المنحل.
تتقدم من هذين النظامين الدائري، ومنذ ذلك الحين قام الكتاب بدراسات قياس الموصلية على LiSES التي تعد باستخدام متعددة الحلقات أكثر تعقيدا، بدءا من مجموعة من المشتقات مشتقاق-2،4-dienone 8. وتشمل هذه متعددة الحلقات متعددة الحلقات أكبر (> حلقتين من البنزين) ومتعددة الحلقات مع بدائل دمجها في حلقاتها العطرية. ومن المتوقع أن تستوعب أكثر من ذرات الليثيوم في جزيء الهيئة العامة للإسكان من أي ثنائي الفينيل أو النفثالين مما أدى إلى LiSES مع كثافة طاقة أعلى جزيء الهيئة العامة للإسكان أكبر مع أكثر من حلقتين. الهدف من introducجي بدائل في متعددة الحلقات هو جعل الهيئة العامة للإسكان استعرض الإلكترونات بسهولة أكبر ويصبح أكثر استقرارا كما polyanions في LiSES.
كجزء من الجهود المستمرة لتطوير LiSES مع كثافة طاقة أعلى، وهذه الورقة تقريرا عن توصيف LiSES أعدت من corannulene التي الإجراء الأدب 9 وكذلك 1،3،5-triphenylbenzene، TPB توليفها من قبل الأدب معدلة بشكل طفيف 10 . 1،3،5-triphenylbenzene، كما هو مبين في الشكل رقم 1 (1)، ويمكن أن تصنف على أنها مشتق ثنائي الفينيل مع اثنين من حلقات فينيل إضافية في مناصب 3 و 5 من نفس العصابة. وبما أن هذا الجزيء أربع حلقات البنزين، يجب أن امتصاص 4 ذرات لي في جزيء، وهو ما يزيد عن ثنائي الفينيل (بحد أقصى 2.5 حكمه الخلد من لي في الهيئة العامة للإسكان في 0.5 M الحل) والنفثالين (<2.5 حكمه الخلد الليثيوم في جزيء) .
Corannulene هو خاتم خمس سنوات رتبت الهيئة العامة للإسكان في شكل وعاء كما هو مبين في الشكل 1 (2). وقد أثبتت Zabula وآخرون. (11) وجدوى حل الليثيوم معدني في محلول corannulene / رباعي هيدرو الفوران (THF) لتكوين محلول مع خمسة أيونات ليثيوم + تقع بين اثنين من tetraanions مستقرة من corannulene.
الشكل 1: الهياكل الجزيئية 1،3،5-triphenylbenzene (1) وcorannulene (2) تصنف 1،3،5-triphenylbenzene كما مشتق ثنائي الفينيل مع اثنين من حلقات فينيل إضافية في مناصب 3 و 5 من نفس العصابة. . Corannulene هو الهيئة العامة للإسكان خمسة الدائري مع حلقات البنزين الخمسة رتبت في شكل وعاء. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
وهكذا، على حد سواء 1،3،5-triphenylbenzene وcorannulene من المرشحين المحتملين للحصول على الطاقة العاليةLiSES الكثافة.
Protocol
Representative Results
Discussion
لLiSES أساس 1،3،5-triphenylbenzene، عينة مع لون فاتح وتبين أنه يحتوي على تركيز منخفض من الإلكترونات الإذابة بالإكترونات. لي س TPB (THF) 24.7 (ل x = 1، 2، 3، 4) يدل على السلوك في التوصيل لها مقابل س مماثلة لتلك التي شوهدت لLiSES مصنوعة من الفينيل والنفثالين 1 و 2. هناك زياد?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويقر الكتاب بتمويل من وزارة سنغافورة من صندوق أبحاث المستوى 2 التعليم (مشروع MOE2013-T2-2-002) لهذا المشروع.
Materials
| Biphenyl Reagentplus, 99.5% | Sigma Aldrich | B34656-1KG | |
| Tetrahydrofuran Anhydrous, 99.9%, Inhibi | Sigma Aldrich | 401757-100ML | |
| Iodine, Anhydrous, Beads, -10 Mesh, 99.999% trace metals basis | Sigma Aldrich | 451045-25G | |
| Lithium iodide, anhydrous, 99.95% (metals basis) | Alfa Aesar | 40666 | |
| Lithium Ion Conducting Glass ceramics (Diameter 1" x 150 mm) | Ohara | LICGC(AG01) | |
| Lithium Foil | Alfa Aesar | 010769.14 | |
| Methanol anhydrous, 99.8% | Sigma Aldrich | 322415-100ML | |
| CompactStat : Electrochemical Analyser with Impedance | Ivium Technologies | Not Applicable | |
| Cond 3310 Conductivity Meter | WTW | Not Applicable | |
| Digital Multimeter, Model Fluke 179 | Fluke Corporation | Not Applicable | |
| 1,3,5-triphenylbenzene | Synthesized from acetpohenone according to procedure described in literature | ||
| Silicon tetrachloride | Sigma Aldrich | 215120-100G | |
| acetophenone | TCI | A0061-500g | |
| Ethanol | Merck Millipore | 1.00983.2511 |
References
- Tan, K. S., Yazami, R. Physical-Chemical and Electrochemical Studies of the Lithium Naphthalenide Anolyte. Electrochim Acta. 180, 629-635 (2015).
- Tan, K. S., Grimsdale, A. C., Yazami, R. Synthesis and Characterisation of Biphenyl-Based Lithium Solvated Electrons Solutions. J Phys Chem B. 116, 9056-9060 (2012).
- Rinaldi, A., Tan, K. S., Wijaya, O., Wang, Y., Yazami, R., Menictas, C., Skyllas-Kazacos, M., Lim, T. M., Hughes, S. Ch. 11. Advances in batteries for large- and medium-scale energy storage applications in power systems and electric vehicles. , (2014).
- Wang, Y., Tan, K. S., Yazami, R. . Materials Challenges In Alternative & Renewable Energy (MCARE 2014). , (2014).
- Yazami, R., Tan, K. S. . in 8th annual Li Battery Power. , (2012).
- Yazami, R. Hybrid Electrochemical Generator With A Soluble Anode. US patent. , (2010).
- Yazami, R., Tan, K. S. Liquid Metal Battery. US patent. , (2015).
- Lim, Z. B., et al. Synthesis and assessment of new cyclopenta-2,4-dienone derivatives for energy storage applications. Synthetic Met. 200, 85-90 (2015).
- Butterfield, A. M., Gilomen, B., Siegel, J. S. Kilogram-Scale Production of Corannulene. Org. Process Res. Dev. 16, 664-676 (2012).
- Elmorsy, S. S., Pelter, A., Smith, K. The direct production of tri- and hexa-substituted benzenes from ketones under mild conditions. Tetrahedron Lett. 32, 4175-4176 (1991).
- Zabula, A. V., Filatov, A. S., Spisak, S. N., Rogachev, A. Y., Petrukhina, M. A. A Main Group Metal Sandwich: Five Lithium Cations Jammed Between Two Corannulene Tetraanion Decks. Science. 333, 1008-1011 (2011).
