1,3,5-Triphenylbenzene e Corannulene como Electron Receptores de lítio solvatado 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
Os autores relatam em estudos de condutividade realizadas em lítio solvatado soluções de electrões (LiSES) preparado usando dois tipos de hidrocarbonetos poliaromáticos (PAH), ou seja, 1,3,5-triphenylbenzene e corannulene, como receptores de elétrons. Os HAP sólidos foram primeiro dissolvidos em tetra-hidrofurano (THF) para formar uma solução. lítio metálico foi então dissolvido em essas soluções HAP / THF, para se obter quer soluções azuis ou azuis esverdeadas, cores que são indicativas da presença de electrões solvatados. As medições de condutividade à temperatura ambiente realizada em 1,3,5-triphenylbenzene baseados LiSES, denotada por Li x TPB (THF) 24,7 (x = 1, 2, 3, 4), mostrou um aumento de condutividade com o aumento de Li: HAP rácio de x = 1 a 2. no entanto, a condutividade diminuíram gradualmente com a aumentar ainda mais a razão. Com efeito, a condutividade de Li x TPB (THF) 24,7 para x = 4 é até mesmo menor do que para X </em> = 1. Este comportamento é semelhante ao das LiSES reportados anteriormente preparados a partir de bifenilo e naftaleno. Condutividade contra as medições de temperatura em LiSES baseada corannulene, denotados por Li x Co (THF) 247 (x = 1, 2, 3, 4, 5), mostrou relações lineares com declives negativo, indicando um comportamento metálico semelhante ao bifenilo e naftaleno LiSES base.
Introduction
Soluções de elétrons solvatados lítio (LiSES) preparado usando Hidrocarbonetos simples de dois anéis aromáticos policíclicos (PAH), tais como bifenilo e naftaleno pode potencialmente ser utilizado como ânodos de líquidos nas células de lítio refuelable 1-7. Nos LiSES, estas moléculas de HAP simples serviu como os receptores de electrões para electrões solvatados a partir de lítio metálico dissolvidos.
Progredindo a partir desses sistemas dois anéis, os autores têm desde então realizou estudos de medição de condutividade em LiSES que são preparadas usando PAHs mais complexos, começando com o grupo de derivados de ciclopenta-2,4-Dienona 8. Estes PAHs incluem PAHs maiores (> dois anéis de benzeno) e PAHs com substituintes incorporados em seus anéis aromáticos. Uma molécula de HAP maior, com mais do que dois anéis é esperado para acomodar mais átomos de lítio por molécula HAP do que qualquer bifenilo ou naftaleno resultando assim em LiSES com uma densidade de energia mais elevada. O objetivo do introing substituintes em PAHs é fazer com que o PAH aceitar elétrons mais facilmente e se tornar mais estável quanto poliani�s em LiSES.
Como parte dos esforços em curso para desenvolver LiSES com maior densidade de energia, o presente trabalho apresentará um relatório sobre a caracterização da LiSES preparados a partir de corannulene feito pelo processo da literatura 9, bem como 1,3,5-triphenylbenzene, TPB sintetizado por uma literatura ligeiramente modificado 10 . 1,3,5-triphenylbenzene, como mostrado na Figura 1 (1), pode ser classificada como um derivado bifenilo com dois anéis fenilo adicionais nas posições 3 e 5 do mesmo anel. Uma vez que esta molécula tem quatro anéis de benzeno, deve absorção 4 átomos de Li por molécula, o que é mais do que para bifenilo (máximo de 2,5 equivalentes molares de Li por HPA em 0,5 M de solução) e naftaleno (<2,5 equivalentes molares de lítio por molécula) .
Corannulene é um anel de cinco HAP dispostos em forma de tigela como mostrado na Figura 1 (2). Zabula et al. 11, demonstraram a possibilidade de se dissolver metal de lítio em uma solução de corannulene / tetra-hidrofurano (THF) para formar uma solução com cinco iões Li + ensanduichada entre duas tetraanions estáveis de corannulene.
Figura 1: As estruturas moleculares de 1,3,5-triphenylbenzene (1) e corannulene (2) 1,3,5-triphenylbenzene é classificado como um derivado bifenilo com dois anéis de fenil adicionais nas posições 3 e 5 do mesmo anel. . Corannulene é um PAH cinco anéis com os seus cinco anéis de benzeno dispostas em forma de tigela. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Assim, tanto 1,3,5-triphenylbenzene e corannulene são potenciais candidatos para alta energiaLiSES densidade.
Protocol
Representative Results
Discussion
Para os LiSES baseados-1,3,5-triphenylbenzene, uma amostra com uma cor clara mostra que ele tem uma baixa concentração de electrões solvatados. Li x TPB (THF) 24,7 (para x = 1, 2, 3, 4) demonstra um comportamento em relação a sua condutividade x semelhante ao observado para LiSES feitos a partir de bifenilo e naftaleno 1, 2 .Não é um aumento inicial na condutividade com aumento de Li: rácio HAP 1-2 e a subsequente diminuição da condutividade ao aumentar ainda mais a pr…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores reconhecem o financiamento do Ministério da Educação Singapore Tier 2 Fund Research (projeto MOE2013-T2-2-002) para este projeto.
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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