Lityum Solvate Elektron Çözümleri Elektron Reseptör olarak 1,3,5-Triphenylbenzene ve Corannulene
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
Yazarlar, lityum solvatlanmış elektron çözeltiler (LiSES) üzerinde gerçekleştirilen iletkenlik çalışmaları rapor elektron reseptör olarak, poliaromatik hidrokarbonlar iki tip (PAH), yani 1,3,5-triphenylbenzene ve corannulene kullanılarak hazırlandı. Katı PAH önce bir çözelti oluşturmak üzere, tetrahidrofuran (THF) içinde çözüldü. Metalik lityum daha sonra mavi veya yeşil, mavi çözeltiler, solvatlanmış elektronlar varlığının göstergesidir renge vermek üzere PAH / THF çözeltileri içinde çözülmüştür. Li ile ifade 1,3,5-triphenylbenzene tabanlı LiSES üzerinde gerçekleştirilmiştir, oda sıcaklığında, önceki iletkenlik ölçümleri TPB (THF) x 24.7 (x = 1, 2, 3, 4), Li artması ile iletkenlik bir artış gösterdi: X = 1'den 2'ye kadardır PAH oranı Ancak, iletkenlik giderek daha oranının artırılması sonra azalmıştır. Nitekim Li iletkenlik TPB (THF) x = 4 için 24.7 x daha düşüktür x </em> = 1 Böyle bir davranış bifenil ve naftalinden hazırlanmıştır önce rapor LiSES ile verilene benzer. Li ile ifade corannulene tabanlı LiSES sıcaklık ölçümleri, karşılık iletkenlik Cor (THF) 247 (x = 1, 2, 3, 4, 5) gösterdi bifenil benzer bir metal davranışı gösteren negatif eğimli doğrusal ilişkiler ve naftalen-x tabanlı LiSES.
Introduction
Lityum solvate elektron çözeltiler (LiSES) bu tür bifenil ve naftalen gibi basit iki halkalı poliaromatik hidrokarbonlar (PAH), potansiyel olarak Yakıt ikmali lityum hücreler 1-7 sıvı anot olarak kullanılabilir kullanılarak hazırlandı. LiSES, bu basit PAH moleküllerinin çözünmüş metalik lityum çözülmüş elektronların elektron reseptörleri olarak görev yaptı.
Bu, iki halka sistemleri arasında ilerleyen yazarları, daha sonra daha karmaşık PAH'ları kullanılarak siklopenta-2,4-dienon türevleri 8 grubundan başlayarak hazırlanır LiSES üzerine iletkenlik ölçme çalışmalar yapmışlardır yana. Bu PAH da aromatik halkalar dahil ikame edici ile büyük PAH (> iki benzen halkası) ve PAH bulunmaktadır. İkiden fazla halkalı bir büyük PAH molekülü böylece daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahip LiSES elde bifenil ya da naftalin ya da daha PAH molekül başına lityum atomu yerleştirilmesi beklenmektedir. Girix amacıPAH içine ikame ediciler ing PAH daha kolay elektron kabul ve LiSES de polianyonlar olarak daha istikrarlı hale getirmek olduğunu.
Yüksek enerji yoğunluğuna sahip LiSES geliştirmek için süregelen çabalarının bir parçası olarak, bu kağıt literatür prosedürüne 9 yanı sıra 1,3,5-triphenylbenzene tarafından yapılan corannulene hazırlanan LiSES karakterizasyonu hakkında rapor verecektir, TPB biraz değiştirilmiş literatürde 10 tarafından sentezlenen . Şekil 1 (1) 'de gösterildiği gibi 1,3,5-triphenylbenzene, iki ek fenil pozisyonlar 3 halkalar aynı halkanın 5 ile bir bifenil türevi olarak sınıflandırılabilir. bu molekül, dört benzen halkası olduğu için, daha bifenil daha molekül başına Li, 4 atomuna çekmesi gerekir ve naftalen (0.5 M çözelti, PAH başına Li maksimum 2.5 mol eşdeğer) (<molekül başına lityumun 2.5 mol eşdeğer) .
Corannulene Şekil 1 'de gösterildiği gibi, PAH kase şekli halinde düzenlenmiş beş halkalı (2). Zabula ve ark., 11 corannulene iki kalıcı tetraanions arasına yerleştirilmiş beş Li + iyonları ile bir çözelti oluşturmak üzere corannulene / tetrahidrofuran (THF) içindeki bir çözeltisi içinde metalik lityum eritilmesi uygulanabilirliğini ortaya koymuştur.
Şekil 1:. 1,3,5-triphenylbenzene aynı halkanın konum 3 ve 5 de iki ilave fenil halkalı bir bifenil türevi olarak sınıflandırılır (1) ve corannulene (2) 1,3,5-triphenylbenzene moleküler yapıları . Corannulene bir kase şekline düzenlenmiş beş benzen halkaları ile beş halka PAH olduğunu. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Dolayısıyla, 1,3,5-triphenylbenzene ve corannulene hem de yüksek bir enerji için potansiyel adaylardıryoğunluk LiSES.
Protocol
Representative Results
Discussion
1,3,5-triphenylbenzene tabanlı LiSES için, hafif bir rengi olan bir örnek, solvatlanmış elektronlar düşük bir konsantrasyonuna sahip olduğu görülmektedir. Li TPB (THF) 24.7 (x = 1, 2, 3, 4) bifenil ve naftalen 1 yapılan LiSES için görülene benzer X karşı iletkenliğinden bir davranışı gösterir, 2 .Orada'da iletkenlikte bir ilk artışın ile x 1 ila 2 PAH oranı ve daha Li 1 TPB (THF) 24.7 için daha düşük bir Li …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar bu proje için Eğitim Tier 2 Araştırma Fonu Singapur Bakanlığı (proje MOE2013-T2-2-002) fon kabul.
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).
