리튬 매화 전자 솔루션 전자 수용체로 1,3,5- 트리 페닐 및 Corannulene

요약

저자는 1,3,5-트리페닐벤젠(TPB)과 코란눌렌을 전자 수용체로 사용하여 준비된 리튬 용매 전자 용액(LiSES)에 대해 수행된 전도도 연구에 대해 보고합니다.

초록

저자는 리튬 매화 전자 솔루션 (LiSES)에서 수행 전도도 연구에 대한 보고서를 전자 수용체로, 폴리 방향족 탄화수소의 두 가지 유형 (PAH), 즉 1,3,5- 트리 페닐 및 corannulene을 사용하여 제조. 고체의 PAHs 먼저 용액을 형성하기 위해 테트라 히드로 푸란 (THF)에 용해시켰다. 리튬 금속은 청색 또는 청녹색 솔루션 매화 전자의 존재를 나타내는 색상이다를 수득 이러한 PAH / THF 용액에 용해시켰다. 리 붙이고 1,3,5- 트리 페닐 계 LiSES상에서 수행 주위 온도에서 전도도 측정 TPB (THF)을 _{X 24.7} (X = 1, 2, 3, 4), 리튬의 증가 전도도의 증가를 나타내었다 : x는 1 내지 2로 PAH 비 그러나, 도전율이 서서히 상기 비율의 증가에 따라 감소 하였다. 실제로 리튬의 전도도는 TPB (THF) × = 4 _24.7는 x의보다 낮은 _X (247) (X = 1, 2, 3, 4, 5)에 나타내었다 페닐 유사한 금속성 거동을 나타내는 음의 기울기를 가진 직선 관계 및 나프탈렌을 _X 기반 LiSES.

서론

리튬 매화 전자 솔루션 (LiSES)는 이러한 비 페닐 및 나프탈렌과 같은 간단한 2 링 폴리 방향족 탄화수소 (PAH)가 잠재적으로 refuelable 리튬 전지 ^1-7 액체 양극으로 활용 될 수 사용하여 제조. LiSES, 이러한 간단한 PAH 분자가 용해 된 금속 리튬의 매화 전자의 전자 수용체로 봉사했다.

이들 두 고리 계에서 진행 저자는 더 복잡한의 PAHs를 사용 펜타 -2,4- 사이 클릭 디에 논 유도체 ^(8)의 그룹으로부터 제조된다 LiSES에 도전 측정 연구를 수행 한 이후. 이들의 PAHs는 방향족 고리에 통합 치환기와 큰 PAHs의 (> 두 개의 벤젠 고리)과 PAHs에 포함되어 있습니다. 두 개 이상의 고리와 큰 PAH 분자 따라서 높은 에너지 밀도와 LiSES 결과 페닐 또는 나프탈렌 하나 이상의 PAH 분자 당 리튬 원자를 수용 할 것으로 예상된다. 부터 소개의 목적의 PAHs에 치환기를 보내고은 PAH가 더 쉽게 전자를 수용하고 LiSES에서 다중 음이온으로 더 안정 될 수 있도록하는 것입니다.

높은 에너지 밀도 LiSES을 개발하기 위해 지속적인 노력의 일환으로,이 논문은 문헌 절차 ^(9)뿐만 아니라 ....

프로토콜

1,3,5- 트리 페닐 1. 준비 절차 (1)

1. 자기 교반기, 환류 응축기, 질소 유입구, 버블, 적하 깔대기 및 온도계를 구비 한 둥근 바닥 삼구 250 mL의 플라스크에 아세토 페 논의 혼합물 (4.0 g, 33.3 mmol) 및 무수 에탄올 100 mL로 놓는다. 적하 깔때기를 사용하여 질소하에 0 ℃에서 한번에 혼합물에 사염화 규소 (11.9 g, 8.0 ㎖, 70.2 밀리몰, 2.1 당량). 추가.
2. 10 분 기상 염화수소의 진화를 관찰한다. 이어서 20 시간 동안 40 ℃에서 반응 혼합물을 교반 하였다.
3. 23 ° C의 반응 혼합물을 냉각시키고 얼음과 혼합하여 물 200 g 중에 부어 (1 : 1 중량비).
4. 추출 깔때기를 사용하여 디클로로 메탄 (2 × 100 mL)로 생성 된 혼합물을 추출 하였다.
5. 포화 염화나트륨 수용액 (100 ㎖), 무수 _MgSO4로 건조하여 15 g 번 합한 추출물을 세척한다. 오프 액체 부분을 필터링 한 다음 우리를 집중회전 증발기를 보내고.
6. 2.2 g (63 % 수율) 1,3,5- 트리 페닐 벤젠의 에탄올을 얻기 재결정을 통해 생성물을 정제 (밤새 6 ℃로 유지하는 용매의 부분 증발시켜 에탄올을 최소량에 용해하고, 신속한 여과) ....

결과

그림 2와 같이 다양한 리튬의 양 및 THF와 1,3,5- 트리 페닐의 혼합물의 반응은 녹색 청색 또는 깊고 푸른 색깔의 솔루션을 제공합니다. 빛 색상 LiSES의 특정 샘플 용 매화 전자의 낮은 농도가 있음을 나타냅니다. 0.5 M THF 용액 (표 1)에서 1 내지 2 PAH 비율 : 1,3,5- 트리 페닐 리튬의 증가 전도도 상승을 보여준다. 그러나, 전도성 값은 점차 상기 몰비의 증가에 따라 감소한다. 리튬의 전도도 값 : PAH = 4 리보다 더 낮은입니다 : PAH = 1.이 문제는 비 페닐 및 나프탈렌 ^{1, 2로} 만든 LiSES에 대한 본 것과 유사하다.

몰 당량. 리튬 1 당

1

토론

1,3,5- 트리 페닐 계 LiSES 들어, 광 컬러 샘플은 용 매화 전자의 낮은 농도를 갖는 것을 보여준다. 리 TPB (THF) _24.7 (X = 1, 2, 3, 4) 비 페닐 나프탈렌 ^1에서 만든 LiSES위한 본 유사한 X 대 전도성의 동작을 보여 ² .There 도전성의 초기 증가는 _X 1~2 PAH 비율과 상기 리튬 ₁ TPB (THF) _247보다 훨씬 더 낮은 리튬 ₄ TPB (THF) _24.7 전도도 값, 3 및 4의 몰 비율의 증가에 따라 전도성의 후속 감소 : 리튬의 증가.

도 4로부터, σ와 T 사이의 관계는 모든 5 개의 샘플에 대한 선형 및 각 프로파일이 음의 기울기를 가지고 있음을 알 수있다. 이것은 리튬이 모두 비 페.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
테트라히드로푸란 무수, ≥ 99.9%, 억제제가 없는	Sigma Aldrich	401757-100ML
리튬 호일	Alfa Aesar	010769.14
Cond 3310 전도도 측정기	WTW	해당
문헌에 설명된 절차에 따라 아세토페논에서 합성된	1,3,5-트리페닐벤젠
사염화규	소 시그마 Aldrich	215120-100G
아세토페논	TCI	A0061-500G
에탄올	Merck Millipore	1.00983.2511
코란눌렌			문헌 절차에 의해 합성

없음