1,3,5-Triphenylbenzene e corannulene come Electron recettori per litio solvatato Electron Solutions
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
Gli autori riferiscono a studi di conducibilità effettuati su soluzioni di elettroni al litio solvatato (Lises) preparati utilizzando due tipi di idrocarburi policiclici aromatici (IPA), vale a dire 1,3,5-triphenylbenzene e corannulene, come recettori di elettroni. Gli IPA solidi sono stati sciolti in tetraidrofurano (THF) per formare una soluzione. Il litio metallico è stato quindi disciolto in queste soluzioni PAH / THF per fornire sia soluzioni blu blu o verde, colori che sono indicativi della presenza di elettroni solvatate. Le misure di conducibilità a temperatura ambiente a cui i Lises 1,3,5-triphenylbenzene basati, indicata con Li x TPB (THF) 24,7 (x = 1, 2, 3, 4), ha mostrato un aumento della conducibilità con aumento della Li: rapporto PAH da x = 1 a 2. Tuttavia, la conducibilità diminuito gradualmente all'aumentare ulteriormente il rapporto. Infatti la conducibilità Li x TPB (THF) 24,7 per x = 4 è addirittura inferiore per x </em> = 1. Tale comportamento è simile a quello dei Lises precedentemente riportati preparati da bifenile e naftalene. Conduttività in funzione della misura su Lises corannulene-based, indicati con Li x Cor (THF) 247 (x = 1, 2, 3, 4, 5), ha mostrato relazioni lineari con pendenze negative, ad indicare un comportamento metallico simile a bifenile e naftalen Lises based.
Introduction
Le soluzioni elettrone solvatato litio (Lises) preparati con semplici idrocarburi policiclici aromatici a due anelli (IPA) come il bifenile e naftalene possono potenzialmente essere utilizzati come anodi liquidi in celle al litio refuelable 1-7. Nei Lises, questi semplici molecole PAH servito come i recettori di elettroni per elettroni solvatate da litio metallico disciolto.
Progredendo da questi sistemi a due anelli, gli autori hanno da allora svolto studi di misurazione della conducibilità in Lises che sono preparati utilizzando IPA più complessi, che iniziano con il gruppo dei derivati ciclopenta-2,4-dienone 8. Questi includono IPA IPA di grandi dimensioni (> due anelli di benzene) e IPA con sostituenti incorporati nella loro anelli aromatici. Una molecola PAH più grande con più di due anelli dovrebbe accogliere più atomi di litio per molecola PAH rispetto sia bifenile o naftalene conseguente Lises con maggiore densità di energia. L'obiettivo di 'introduzioneing sostituenti in IPA è quello di rendere la PAH accetta elettroni più facilmente e diventare più stabile polianioni in Lises.
Come parte del continuo impegno per sviluppare Lises con maggiore densità di energia, questo documento riferirà sulla caratterizzazione di Lises preparati con corannulene fatta dalla procedura letteratura 9 così come 1,3,5-triphenylbenzene, TPB sintetizzato da una letteratura leggermente modificata 10 . 1,3,5-triphenylbenzene, come mostrato nella Figura 1 (1), può essere classificato come un derivato bifenile con due anelli fenilici supplementari nelle posizioni 3 e 5 dello stesso anello. Poiché questa molecola ha quattro anelli benzenici, dovrebbe assorbimento 4 atomi di Li per molecola, che è più che per bifenile (massimo 2,5 equivalenti molari di Li per PAH in 0,5 M soluzione) e naftalene (<2,5 equivalenti molari di litio per molecola) .
Corannulene è un cinque-ring PAH disposti in una forma ciotola come mostrato nella Figura 1 (2). Zabula et al. 11 hanno dimostrato la fattibilità di dissoluzione litio metallico in una soluzione di corannulene / tetraidrofurano (THF) per formare una soluzione con cinque ioni Li + sandwich tra due tetraanions stabili di corannulene.
Figura 1: Le strutture molecolari di 1,3,5-triphenylbenzene (1) e corannulene (2) 1,3,5-triphenylbenzene è classificato come un derivato bifenile con due anelli fenilici aggiuntivi in posizioni 3 e 5 dello stesso anello. . Corannulene è un PAH cinque anelli con i suoi cinque anelli di benzene disposti in una forma ciotola. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Così, sia 1,3,5-triphenylbenzene e corannulene sono potenziali candidati per l'alta energiaLises densità.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ai Lises basati 1,3,5-triphenylbenzene, un campione con un colore chiaro dimostra che ha una bassa concentrazione di elettroni solvatate. Li x TPB (THF) 24,7 (per x = 1, 2, 3, 4) dimostra un comportamento nella sua conducibilità rispetto x simile a quello visto per Lises base di bifenile e naftalene 1, 2 .C'è un aumento iniziale conducibilità con aumento di Li: rapporto PAH dal 1 al 2 ed una conseguente diminuzione della conducibilità all'aumentare ulteriormente il r…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori riconoscono un finanziamento da parte del Ministero della Pubblica Istruzione di Singapore Livello 2 Fondo di ricerca (progetto MOE2013-T2-2-002) per questo progetto.
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
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