Die Autoren erkennen an Mitteln aus dem Singapur Ministerium für Bildung Tier-2-Forschungsfonds (Projekt MOE2013-T2-2-002) für dieses Projekt.

1. Herstellungsverfahren für 1,3,5-triphenylbenzol (1) <ol><li> Platzieren einer Mischung von Acetophenon (4,0 g, 33,3 mmol) und 100 ml absolutem Ethanol in einen Rundboden-Dreihals 250 ml Kolben, ausgestattet mit Magnetrührer, Rückflußkühler, Stickstoffeinlaß, einem Einleitungsrohr, Tropftrichter und Thermometer. Hinzufügen, Siliciumtetrachlorid (11,9 g, 8,0 ml, 70,2 mmol, 2,1 eq.) Zu dem Gemisch in einer Portion bei 0 ° C unter Stickstoff den Tropftrichter verwendet. </li><li> Beobachten der Entwicklung von gasförmigem Chlorwasserstoff für 10 min. Dann rührt das Reaktionsgemisch bei 40 ° C für 20 Stunden. </li><li> Abkühlen der Reaktionsmischung auf 23 ° C und gießen in 200 g Wasser mit Eis vermischt (1: 1 Massenverhältnis). </li><li> Extrahieren der resultierenden Mischung mit Dichlormethan (2 x 100 ml) unter Verwendung eines Extraktionstrichter. </li><li> Die vereinigten Extrakte werden einmal mit gesättigter NaCl - Lösung (100 ml) und trockne über 15 g wasserfreiem MgSO 4. Filtern Sie die Flüssigkeit Teil aus und dann konzentrieren unsing am Rotationsverdampfer. </li><li> Reinige das Produkt durch Umkristallisation aus Ethanol (Auflösung in minimalen Menge Ethanol durch partielle Verdampfung des Lösungsmittels folgte, auf 6 ° C über Nacht gehalten, und schnelle Filtration) 2,2 g (Ausbeute 63%) von 1,3,5-Triphenylbenzol zu erhalten (1) als blaßgelbe Kristalle. Note: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3). Δ = 7.41 (m, 3H), 7,50 (m, 6H), 7,72 (d, 6H, J = 7,33 Hz), 7,80 (s, 3H) 13 C-NMR (400 MHz, CDCl 3): δ = 125.21, 127.39, 127.57, 128.88, 141.18, 142.38. </li></ol> 2. Lises Vorbereitet mit 1,3,5-triphenylbenzol <ol><li> Herstellung von 1,3,5-Triphenylbenzol Basis Lises HINWEIS: 1,3,5-triphenylbenzol in diesem Papier verwendet wurde wie im oben beschriebenen Verfahren synthetisiert. Die 1,3,5-triphenylbenzol -basierte Lises durch Li bezeichnet x TPB (THF) 24,7 x zeigt die Li bezeichnet: PAH - Molverhältnis und TPB bezeichnet 1,3,5-triphenylbenzol. bereiten Lix TPB (THF) 24.7 innerhalb einer mit Argon gefüllten Handschuhbox bei Raumtemperatur über die folgenden Schritte: <ol><li> Abmessen gut definierte Mengen von metallischem Li, THF und TPB separat innerhalb der Glovebox die Ziel molare Zusammensetzung von Li x TPB (THF) 24,7 für x = 1, 2, 3 und 4. Mit 41,6 mg, 83,3 mg zu erreichen, 124,9 mg, 166,6 mg von Li für x = 1, 2, 3 bzw. 4. </li><li> Für jede der vier Lises Proben vorbereitet werden, innerhalb von vier separaten Glasflaschen in 12 ml THF 1,84 g TPB auflösen für jede Flasche 12 ml farblose Lösungen von TPB (THF) 24.7 zu bilden. Verwenden Sie ein 0,5 M 1,3,5-triphenylbenzol in allen Lösungen. </li><li> Die abgewogene metallischen Li zu den vier Flaschen Folien und versiegeln Sie die Flaschen mit Parafilm. </li><li> Rühren Sie die Mischung in jeder Flasche über Nacht ein glasbeschichteten Magnetrührer mit der vollständigen Auflösung von metallischem Li zu gewährleisten. </li></ol></li><li> Leitfähigkeitsmessungen <ol><li> Tragenaus alle Messungen Leitfähigkeit eine Standard-Leitfähigkeitszelle Sonde auf der Basis der Vier-Elektroden-Technik. Bringen Sie die Zelle Sonde zu einem Meter. Die Sonde hat eine sekundäre Funktion der Lösung, die Temperatur in der gleichen Zeit und zeigen beide Leitfähigkeit und Temperaturmessungen zu messen. </li><li> Vor der Messungen zu kalibrieren das Messgerät 50 ml Standard 0,01 M wässrige KCl-Lösung durch die Leitfähigkeitssonde des Herstellers außerhalb der Glovebox zur Verfügung gestellt werden. </li><li> Führen Sie alle Leitfähigkeitsmessungen für 1,3,5-triphenylbenzol-basierte Lises, Li x TPB (THF) 24,7 für x = 1, 2, 3, 4 in der Glovebox. </li><li> Für jede dieser Lises, die Probe in einen kurzen Glaszylinder ausgießen und die Sonde in die Lösung eintauchen. Zeichnen Sie die Leitfähigkeitsmessung über einen Zeitraum von ein bis zwei Stunden, bis jede Probe wieder auf Umgebungstemperatur. Die Zeit für jede Probe genommen auf Umgebungstemperatur zurückkehren von ~ 1-2 Stunden. Die Sonde wkrank bleiben in der Probe für die gesamte Dauer der Leitfähigkeitsmessung eingetaucht. </li></ol></li></ol> 3. Corannulene <ol><li> Herstellung von Corannulen-basierten Lises . HINWEIS: Der Corannulen in diesem Papier verwendet wurde , an der School of Physical synthetisiert und mathematischen Wissenschaften, NTU ein mehrstufiges Literaturverfahren unter Verwendung von 9 Die Corannulen-basierten Lises durch Li bezeichnet x Cor (THF) 247 , wobei x bezeichnet die Li: PAH Molaren Verhältnis und Cor bezeichnet die Corannulen. Bereiten Li x Cor (THF) 247 innerhalb einer mit Argon gefüllten Handschuhbox bei Raumtemperatur über die folgenden Schritte: <ol><li> Abmessen gut definierte Mengen von metallischem Li, THF und Cor separat innerhalb der Glovebox die Ziel molare Zusammensetzung zu erreichen von Li x Cor (THF) 247 für x = 1, 2, 3, 4 und 5. Mit 4,2 mg, 8,3 mg, 12,5 mg, 16,6 mg und 20,8 mg von Li für x = 1, 2, 3, 4 bzw. 5. </li><li> Next, für jeden der fünf Lises Proben (x = 1, 2, 3, 4 und 5) hergestellt werden soll, 0,15 g Cor innerhalb fünf separaten Glasflaschen in 12 ml THF lösen sich 12 ml einer farblosen Lösung von Cor zu bilden (THF) 247 in jeder Flasche. Verwenden Sie eine Corannulen Konzentration von 0,05 M). </li><li> Als nächstes fügen Sie die gewogen metallischen Li zu den fünf Flaschen Cor (THF) 247 und versiegeln Sie die Flaschen mit Parafilm - Folien. </li><li> Rühren Sie die Mischung in jeder Flasche über Nacht ein glasbeschichteten Magnetrührer unter Verwendung der vollständigen Auflösung des metallischen Lithiums zu gewährleisten. </li></ol></li><li> Leitfähigkeitsmessungen <ol><li> Für Leitfähigkeit in Abhängigkeit von Temperaturmessungen, entfernen Sie jede der fünf Flaschen mit Li x Cor (THF) 247 für x = 1, 2, 3, 4 und 5 einzeln aus der Glovebox, wickeln Sie es mit einer zusätzlichen Schicht aus para-Film und tauchen innerhalb einer isolierten Styropor-Behälter mit Trockeneis gefüllt. HINWEIS: Die Lises Proben kam nicht in Fortsetzungwirken entweder mit Feuchtigkeit oder Sauerstoff, während außerhalb der Glovebox, weil die Flaschen versiegelt wurden. </li><li> Kühlen Sie jede Flasche bis auf etwa 10 ° C durch jede Flasche für etwa 30 Minuten in dem Trockeneis eingetaucht zu halten, bevor sie wieder in die Glovebox für Leitfähigkeitsmessungen übertragen werden. </li><li> Spülen Sie die Vorkammer des Glovebox mindestens 5-mal für jede Probe gekühlt, um sicherzustellen, dass keine Spuren von Kondenswasser die Flasche zurück in die Glovebox begleiten. </li><li> Ähnlich der Art , in der Leitfähigkeit in Abhängigkeit von Temperaturmessungen für Naphthalin basierenden Lises Proben 1 gesammelt wurden, zu messen , die Leitfähigkeit des Li x Cor (THF) 247 (x = 1, 2, 3, 4, 5) über einen Zeitraum von ein bis 2 Stunden, bis jede Probe wieder auf Umgebungstemperatur. Die Sonde bleibt in der Probe für die gesamte Dauer der Leitfähigkeitsmessung eingetaucht. </li></ol></li></ol>

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Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Für die 1,3,5-Triphenylbenzol Basis Lises, eine Probe mit einer hellen Farbe zeigt, dass es eine geringe Konzentration solvatisierter Elektronen aufweist. Li x TPB (THF) 24.7 (für x = 1, 2, 3, 4) , die ein Verhalten in seiner Leitfähigkeit in Abhängigkeit von x zeigt ähnlich zu für Lises aus Biphenyl und Naphthalin 1, 2 .Es ist eine anfängliche Erhöhung der Leitfähigkeit gesehen mit Erhöhung von Li: PAH - Verhältnis von 1 bis 2 und eine anschließende Abnahme der Leitfähigkeit bei einer weiteren um das Molverhältnis zu 3 und 4, mit Leitfähigkeitswert von Li 4 TPB (THF) 24.7 sogar niedriger als für Li 1 TPB (THF) 24,7 erhöht. Aus 4 ist ersichtlich, dass der Zusammenhang zwischen σ und T ist linear für alle fünf Proben und jedes Profil hat eine negative Steigung gesehen werden. Dies zeigt , daß Li x Cor (THF) 247 weist ein metallisches Verhalten ähnlich demjenigen von sowohl dem biphenyl undNaphthalin-basierte Lises 1,2. Die Beziehung zwischen σ (uS / cm) und T (K) für Li x Cor (THF) 247 kann ausgedrückt werden als : σ (x, T) = σ 0 [1-α (T - T 0)] (1) wo σ 0 Leitfähigkeit bei T 0 und α ist der Temperaturkoeffizient und die beiden Begriffe sind &quot;x&quot; abhängig ist. Die entsprechenden Daten für alle fünf Profile sind in Tabelle 2 dargestellt. Die niedrigen Leitfähigkeiten aller fünf Proben gemessen , im Bereich von 10 2 &amp; mgr; S / cm statt mS / cm kann der Tatsache zugeschrieben werden , daß die Li x Cor (THF) 247 Lösungen sind alle sehr in THF verdünnt im Vergleich zu den Lises dass die Autoren haben früher anhand von Biphenyl und Naphthalin sucht. Als Lises sowohl sauerstoff- und feuchtigkeitsempfindlich sind, die most kritischen Schritte in Experimenten mit Lises sind wie folgt. 1) Zuerst ist sicherzustellen, dass beide Prozesse für Lises und Leitfähigkeitsmessungen Herstellung vollständig innerhalb des mit Argon gefüllten Glovebox durchgeführt werden, den Kontakt der Lises mit Feuchtigkeit und Sauerstoff zu verhindern. Dies liegt daran, den Kontakt mit entweder Feuchtigkeit oder Sauerstoff zu den Lises Hydroxiden und Oxiden von Li zu bilden, neutralisiert führen wird, die für die Elektronen und solvatisierenden nachteilig auf die Leitfähigkeit nutzlos sind. 2) Zweitens, sicherzustellen, dass jede Probe der abgefüllten Lises ist nicht in Kontakt mit entweder Feuchtigkeit oder Sauerstoff, wenn es herausgenommen wird in Trockeneis gekühlt wurde. Eine Modifikation der bestehenden Verfahren zur Lösungen Rühren ist die Verwendung einer maßgeschneiderten Borsilikatglas beschichteten Magnetrührer für Lises anstelle der Verwendung von Teflon-beschichteten (C 2 F 4) n diejenigen vorbereitet , die auf dem Markt leicht verfügbar sind. Die (C 2 F 4) n reagiert bei Kontakt mit metallic Li und Lises C und LiF zu geben. Optisch wird sich der Rührer schwarz geworden und die F-Ionen in die Lises als LiF gegangen wird (Kohlenstoff auf dem Rührer gelassen wird) und die Leitfähigkeitsmessungen beeinflussen. Als Kohlenstoff porös ist, die weitere Verwendung des jetzt-Kohlenstoff beschichteten Rührer Zukunft Lises zu rühren wird Eisen einführen (von dem Magneten) in die Lösungen. Die Verwendung von maßgeschneiderten glasbeschichteten Rührwerke für Lises Zubereitung anstelle von Teflon-beschichteten Rührer ist sehr bedeutsam. Obwohl dies nach dem Gebrauch als ein einfaches Verfahren, schwarz gefärbten Teflon-Sticks oder Teflon beschichteten Rührer schwarz wird übersehen werden, können leicht verwechselt werden, wie durch den Rührvorgang ohne die Realisierung schmutzig gemacht worden ist, dass 1) LiF mit F gestrippt gebildet wird aus dem Polymer durch die Lises und gemischt in die Lösung und 2), daß die schwarze Farbe eine irreversible Beschädigung der Polymerbeschichtung tatsächlich anzeigt, in Kohlenstoff drehen. Daraus ergibt sich die bestehenden Verfahren zur Verwendung von Teflon beschichtet stirrers funktioniert nicht für Lises Vorbereitung. Fehlerbehebung bei der Technik zur Kühlung Lises wird getan, um sicherzustellen, dass jeder der Lises Probe wird während der Abkühlung, sondern nur kühlt auf etwa 10 ° C in der Trockeneis nicht fest gefroren. Ansonsten warten wird Zeit vergeudet für gefrorene Lises in der Glovebox auftauen. da die Flaschen nicht für die Temperaturmessung der Lises außerhalb der Glovebox entsiegelt werden: Dies wird durch Versuch und Fehler in der Zeitsteuerung (30 min Optimum) erreicht wird. Es gibt drei Einschränkungen für die Lises Experimente. Zum einen, da die Lises sowohl beide feuchtigkeitsempfindlich sind und Sauerstoff, Zubereitungen der Lises Proben und Leitfähigkeitsmessungen müssen innerhalb einer Glovebox in die Argon-Umgebung beschränkt werden. Die meisten Leitfähigkeit Messgeräte verfügbar sind sperrig und kann innerhalb einer Glovebox nicht passen. Die Hersteller dieser Geräte setzen voraus, dass die Benutzer-Proben sind nicht luftempfindlich. Daraus ergibt sich die Leitfähigkeit measungen in diesem Papier beschrieben wurden mit einem Handmessgerät und Sonde hergestellt. Zweitens, wie in dem Protokollabschnitt für das Kühl beschriebenen Experiment wurden die Proben auf etwa 10 ° C abgekühlt, bevor sie im Inneren der Handschuhbox zurück übertragen werden. Diese Temperatur ist eine Schätzung, weil die Flaschen nicht außerhalb der Glovebox für die Temperaturmessung nicht abgedichtet werden. Drittens ist die Begrenzung der Cor PAH des Experimentierens, dass es sehr schwierig ist, eine große Menge von Cor in Laborbedingungen im Gegensatz Biphenyl oder Naphthalin erhalten wurde. Dadurch wird die Möglichkeit der Erlangung einer größeren Menge ausschließen eine höhere Konzentration Lösung von Cor in THF vorzubereiten. Die künftige Anwendung der hier beschriebenen Techniken ist es, die physikalischen und elektrochemischen Eigenschaften von Lises zu studieren unter Verwendung von anderen Arten von PAHs, um den idealen Kandidaten als Lithium solvatisierten Elektronen Lösung Anodenmaterial für Raumtemperatur nachfüllbar Lises Batterien auszuwählen.

Lithium solvatisierten Elektronen Lösungen (Lises) hergestellt unter Verwendung von einfachen zweikernigen polyaromatischen Kohlenwasserstoffen (PAH), wie Biphenyl und Naphthalin können potentiell als flüssige Anoden in Lithiumzellen refuelable 1-7 verwendet werden. In den Lises dienten diese einfachen PAH-Moleküle, wie die Elektronen Rezeptoren für solvatisierten Elektronen aus gelöstem metallischem Lithium. Progressing aus diesen beiden Ringsystemen haben die Autoren da durch dann Leitfähigkeitsmessung Studien über Lises aus , die komplexer PAHs vorbereitet verwenden, beginnend mit der Gruppe von Cyclopenta-2,4-dienon Derivate 8. Diese PAKs sind größere PAKs (&gt; zwei Benzolringe) und PAHs mit Substituenten in ihren aromatischen Ringen eingebaut. Ein größerer PAH-Molekül mit mehr als zwei Ringen wird erwartet, als entweder resultierende Biphenyl oder Naphthalin in Lises mit einer höheren Energiedichte damit mehr Lithiumatome pro Molekül PAH aufzunehmen. Das Ziel der EinfühSubstituenten in PAHs ing ist die PAH akzeptieren Elektronen leichter und stabiler geworden als Polyanionen in Lises zu machen. Im Rahmen der laufenden Bemühungen Lises mit höherer Energiedichte zu entwickeln, dieses Papier auf die Charakterisierung von Lises aus Corannulen gemacht durch die Literaturverfahren 9 sowie 1,3,5-triphenylbenzol, synthetisiert TPB durch eine leicht modifizierte Literatur hergestellt berichten 10 . 1,3,5-Triphenylbenzol, wie in Figur 1 (1) gezeigt ist , kann mit zwei zusätzlichen Phenylringe an den Positionen 3 und 5 des selben Ring als Biphenylderivat klassifiziert werden. Da dieses Molekül vier Benzolringe hat, sollte es 4 Atome von Li pro Molekül Aufnahme, die und Naphthalin (&lt;2,5 Mol-Äquivalente Lithium pro Molekül) mehr als für Biphenyl (in 0,5 M Lösung maximal 2,5 Mol-Äquivalente Li pro PAH) ist . Corannulene ist ein Fünf-Ring PAH in eine Schüsselform angeordnet sind, wie in Abbildung 1 (2 gezeigt). Zabula et al. 11 haben die Durchführbarkeit des Auflösens metallisches Lithium in einer Lösung von Corannulen / Tetrahydrofuran (THF) zeigte eine Lösung mit fünf Li + -Ionen zwischen zwei stabilen Tetraanionen von Corannulen sandwichartig zu bilden. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54366/54366fig1.jpg" /> Abbildung 1: Die molekularen Strukturen von 1,3,5-Triphenylbenzol (1) und Corannulen (2) 1,3,5-Triphenylbenzol als biphenyl - Derivat mit zwei zusätzlichen Phenylringe an den Positionen 3 und 5 des gleichen Ring klassifiziert ist. . Corannulene ist ein Fünf-Ring PAH mit seinen fünf Benzolringen in eine Schüsselform angeordnet sind . <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54366/54366fig1large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54366/54366fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Somit können sowohl 1,3,5-triphenylbenzol und Corannulen sind potentielle Kandidaten für eine hohe EnergieDichte Lises.

<table><tbody><tr><td>Tetrahydrofuran Anhydrous, &amp;#8805;99.9%, Inhibitor-free</td><td>Sigma Aldrich</td><td>401757-100ML</td><td></td></tr><tr><td>Lithium Foil&amp;nbsp;</td><td>Alfa Aesar</td><td>010769.14</td><td></td></tr><tr><td>Cond 3310 Conductivity Meter</td><td>WTW</td><td>Not Applicable</td><td></td></tr><tr><td>1,3,5-triphenylbenzene</td><td></td><td></td><td>Synthesized from acetophenone according to procedure described in literature</td></tr><tr><td>Silicon tetrachloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>215120-100G</td><td></td></tr><tr><td>acetophenone</td><td>TCI</td><td>A0061-500g</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Merck Millipore</td><td>1.00983.2511</td><td></td></tr><tr><td>Corannulene</td><td></td><td></td><td>Synthesized by literature procedure</td></tr></tbody></table>

1,3,5-triphenylbenzene and corannulene as electron receptors for lithium solvated electron solutions

Die Autoren berichten über Leitfähigkeit Studien über Lithium solvatisierten Elektronen Lösungen (Lises) durchgeführt, hergestellt zwei Arten von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) verwendet, nämlich 1,3,5-triphenylbenzol und Corannulen, als Elektronen-Rezeptoren. Die festen PAHs wurden zuerst in Tetrahydrofuran (THF) gelöst, um eine Lösung zu bilden. Metallisches Lithium wurde dann in diese PAH / THF-Lösungen aufgelöst entweder blau oder grünlich-blau-Lösungen zu liefern, die Farben, die das Vorhandensein von solvatisierten Elektronen sind. Leitfähigkeitsmessungen bei Umgebungstemperatur auf 1,3,5-Triphenylbenzol Basis Lises durchgeführt, bezeichnet mit Li x TPB (THF) 24,7 (x = 1, 2, 3, 4), zeigte eine Zunahme der Leitfähigkeit mit einer Zunahme von Li: PAH - Verhältnis von x = 1 bis 2. jedoch verringerte sich die Leitfähigkeit allmählich bei weiterem Erhöhen des Verhältnisses. Tatsächlich ist die Leitfähigkeit von Li x TPB (THF) 24,7 für x = 4 ist sogar niedriger als für x </em&gt; = 1. Ein solches Verhalten ist ähnlich derjenigen der zuvor berichteten Lises aus Biphenyl und Naphthalin, hergestellt. Leitfähigkeit in Abhängigkeit von Temperaturmessungen an Corannulen basierten Lises, bezeichnet durch Li x Cor (THF) 247 (x = 1, 2, 3, 4, 5), lineare Beziehung zu negativen Steigungen zeigte ein metallisches Verhalten angibt , ähnlich wie Biphenyl und Naphthalin- Basis Lises.

Die Reaktion zwischen verschiedenen Mengen von Lithium und Mischungen von 1,3,5-triphenylbenzol mit THF gibt grünlichblau oder tiefblau gefärbte Lösungen , wie in Abbildung 2 dargestellt. Eine helle Farbe anzeigt , dass die jeweilige Probe von Lises eine geringe Konzentration an gelösten Elektronen hat. 1,3,5-Triphenylbenzol zeigt Erhöhung der Leitfähigkeit mit einer Zunahme von Li: PAH - Verhältnis von 1 bis 2 in 0,5 M THF - Lösung (Tabelle 1). Jedoch nimmt Leitfähigkeitswert allmählich auf weiter das Molverhältnis erhöht. Der Leitfähigkeitswert für Li: PAH = 4 ist noch geringer als für Li: PAH = 1. Dieses Verhalten wie für Lises von Biphenyl aus gesehen ähnlich ist und Naphthalin 1, 2. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Mole eq. von Li pro 1 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 4 </td></tr><tr><td> Leitfähigkeit (mS /cm) </td><td> 1.69 </td><td> 2.04 </td><td> 1.62 </td><td> 1,33 </td></tr></tbody></table> Tabelle 1: Die Leitfähigkeitsablesungen (in mS / cm) für Li SES hergestellt unter Verwendung von Li x TPB (THF) 24,7 (x = 1, 2, 3, 4) , Li x TPB (THF) 24,7 bedeutet 0,5 M Lösung von TPB in. THF mit unterschiedlichen Li-Molverhältnis. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/54366/54366fig2.jpg" /> Abbildung 2: Nach dem Ende der metallischen Li in TPB (THF) 24,7 gelöst hatte, x die Farben von Li TPB (THF) 24,7 von hellblau reichte (für x = 1) bis sehr dunkelblau (für x = 4) Ein leichter. Farbe zeigt eine geringere Konzentration solvatisierter Elektronen im TPB (THF) 24,7 Lösung. Diese Fotografie zeigensa Lösung von Li 3 TPB (THF) 24,7 für x = 3 , die eine dunkelblaue Farbe hat. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54366/54366fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54366/54366fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Für die Cor-basierte Lises, wenn alle metallischen Li (für x = 1, 2, 3, 4, 5) in Cor (THF) 247 gelöst hatte, wurden die Farben der Lises von grün reichte (für x = 1) bis sehr dunkelgrün (für x = 5). Da die Konzentration von Cor in THF sehr niedrig war (0,05 M) betrug die Volumenausdehnung der Lösung gegenüber der Menge von Cor in THF gelöst vernachlässigbar. Die Farbänderung der Lösung als metallisches Lithium über einen Zeitraum von 24 Stunden gelöst wurde Li 3,0 Cor (THF) 247 zu bilden , ist in Abbildung 3 dargestellt. Die Farbe von farblos verändert Lösung bei t = 0 h grün zu leuchten und schließlich zu dunkel grün, wenn das gesamte Lithium gelöst hatte. Die Temperatur dependenz der Leitfähigkeit von Li x Cor (THF) 247 Lösungen (x = 1, 2, 3, 4 und 5) im Temperaturbereich von 284 K bis 298 K ist in Figur 4 dargestellt. Die Leitfähigkeit in Abhängigkeit von Temperaturprofilen zeigt linearen Trend zwischen σ und T für alle fünf Proben mit jedem Profil eine negative Steigung aufweist. Die Daten werden dann verwendet , um sowohl die Leitfähigkeit σ 0 bei T 0 zu berechnen , und der Temperaturkoeffizient α für Tabelle 2. <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/54366/54366fig3.jpg" /> Abbildung 3: Die drei Fotos in Abbildung 3 in chronologischer Reihenfolge die Farbänderung der Lösung für Li 3,0 Cor (THF) zeigen angeordnet 247 als metallisches Li in Cor (THF) 247 über 24 Stunden gelöst Die Farben von farblos reichen , wenn die. metallischen Li wird zuerst hinzugefügt (bei t = 0 h) bis hellgrün (bei &lt;<html> em&gt; t = 1 Stunde) , wenn einige Li hat sich aufgelöst und schließlich zu dunkelgrün (bei t = 24 h) , wenn alle Li gelöst ist. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54366/54366fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54366/54366fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/54366/54366fig4.jpg" /> Abbildung 4: Leitfähigkeit in Abhängigkeit von Temperaturmessungen für Li x Cor (THF) 247 Lösungen (x = 1, 2, 3, 4 und 5) für den Temperaturbereich von 284 K bis 298 K, die für alle fünf Proben linearen Trends zeigen (x = 1, 2, 3, 4 und 5) mit einem negativen Gradienten. Die negativen Gradienten zeigen , daß alle diese Proben metallisches Verhalten aufweisen. Die Leitfähigkeit in Abhängigkeit von Temperaturdaten dieser 5 Proben werden verwendet , um sowohl die Leitfähigkeit σ 0 bei T 0 zu berechnen , und der Temperaturkoeffizient α für Tabelle 2.om / files / ftp_upload / 54366 / 54366fig4large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> x </td><td> σ 0 (10 2 &amp; mgr; S / cm) </td><td> α (10 -2 K -1) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 1,25 </td><td> 5,36 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 2,77 </td><td> 3.79 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 0,23 </td><td> 21.7 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 1.04 </td><td> 4.44 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 1,45 </td><td> 4.20 </td></tr></tbody></table> Tabelle 2: σ 0 und α für Li x Cor (THF) 247 (für x= 1, 2, 3, 4, 5) anhand der Gleichung (1). Σ 0 und α sind beide aus der Leitfähigkeit in Abhängigkeit von Temperaturdaten von 4 erhalten. Die Ergebnisse in dieser Tabelle eine &#39;x&#39; Abhängigkeit sowohl σ zeigen gezeigt 0 und α.

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1,3,5-Triphenylbenzene and Corannulene as Electron Receptors for Lithium Solvated Electron Solutions

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.

1,3,5-triphenylbenzol und Corannulene als Electron Receptors für Lithium solvatisierte Elektron-Lösungen

The authors report on conductivity studies carried out on lithium solvated electron solutions (LiSES) prepared using two types of polyaromatic ...

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Nanyang Technological University

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7.6K Aufrufe.  Nanyang Technological University. 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.

Serie: 1,3,5-Triphenylbenzene and Corannulene as Electron Receptors for Lithium Solvated Electron Solutions

Solid-state Graft Copolymer Electrolytes for Lithium Battery Applications

Battery safety has been a very important research area over the past decade. Commercially available lithium ion batteries employ low flash point (&lt;80 &deg;C), flammable, and volatile organic electrolytes. These organic based electrolyte systems are viable at ambient temperatures, but require a cooling system to ensure that temperatures do not exceed 80 &deg;C. These cooling systems tend to increase battery costs and can malfunction which can lead to battery malfunction and explosions, thus endangering human life. Increases in petroleum prices lead to a huge demand for safe, electric hybrid vehicles that are more economically viable to operate as oil prices continue to rise. Existing organic based electrolytes used in lithium ion batteries are not applicable to high temperature automotive applications. A safer alternative to organic electrolytes is solid polymer electrolytes. This work will highlight the synthesis for a graft copolymer electrolyte (GCE) poly(oxyethylene) methacrylate (POEM) to a block with a lower glass transition temperature (Tg) poly(oxyethylene) acrylate (POEA). The conduction mechanism has been discussed and it has been demonstrated the relationship between polymer segmental motion and ionic conductivity indeed has a Vogel-Tammann-Fulcher (VTF) dependence. Batteries containing commercially available LP30 organic (LiPF6 in ethylene carbonate (EC):dimethyl carbonate (DMC) at a 1:1 ratio) and GCE were cycled at ambient temperature. It was found that at ambient temperature, the batteries containing GCE showed a greater overpotential when compared to LP30 electrolyte. However at temperatures greater than 60 &deg;C, the GCE cell exhibited much lower overpotential due to fast polymer electrolyte conductivity and nearly the full theoretical specific capacity of 170 mAh/g was accessed.

Lithium ion batteries employ flammable and volatile organic electrolytes that are suitable for ambient temperature applications. A safer alternative to organic electrolytes are solid polymer batteries. Solid polymer batteries operate safely at high temperatures (&gt;120 &deg;C), thus making them applicable to high temperature applications such as deep oil drilling and hybrid electric vehicles. This paper will discuss (a) the polymer synthesis, (b) the polymer conduction mechanism, and (c) provide temperature cycling for both solid polymer and organic electrolytes.

Solid-State-Graft Copolymer Elektrolyte für Lithium-Batterie-Anwendungen

Battery safety has been a very important research area over the past decade. Commercially available lithium ion batteries employ low flash point (&lt;80 ...

Forschung

Ingenieurwesen

Highly Stereoselective Synthesis of 1,6-Ketoesters Mediated by Ionic Liquids: A Three-component Reaction Enabling Rapid Access to a New Class of Low Molecular Weight Gelators

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form catalytically active N-Heterocyclic Carbenes (NHCs). Here we have used ILs as precatalysts in the addition of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes to chalcones to form 1,6-ketoesters, incorporating an anti-diphenyl moiety in a highly stereoselective fashion. The reaction has a broad substrate scope and several functional groups and heteroaromatics can be integrated into the ketoester backbone in generally good yields with maintained stereoselectivity. The reaction protocol is robust and scalable. The starting materials are inexpensive and the products can be obtained after simple filtration, avoiding solvent-demanding chromatography. Furthermore, the IL can be recycled up to 5 times without any loss of reactivity. Moreover, the 1,6-ketoester end product is a potent gelator in several hydrocarbon based solvents. The method enables rapid access to and evaluation of a new class of low molecular weight gelators (LMWGs) from recyclable and inexpensive starting materials.

Ionic liquids (ILs) mediate fast, simple and cheap access to 1,6-ketoesters in high diastereoselectivities and good yields. The reaction protocol is robust and the 1,6-ketoesters can be obtained in gram scale after a simple filtration protocol. Moreover, the 1,6-ketoesters are potent gelators in hydrocarbon solvents.

Hochstereoselektive Synthese von 1,6-Ketoester durch Ionische Flüssigkeiten vermittelte: Ein Dreikomponentenreaktion zur raschen Zugang zu einer neuen Klasse von niedermolekularen Gelbildner

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form ...

Chemie

Preparation of a Corannulene-functionalized Hexahelicene by Copper(I)-catalyzed Alkyne-azide Cycloaddition of Nonplanar Polyaromatic Units

The main purpose of this video is to show 6 reaction steps of a convergent synthesis and prepare a complex molecule containing up to three nonplanar polyaromatic units, which are two corannulene moieties and a racemic hexahelicene linking them. The compound described in this work is a good host for fullerenes. Several common organic reactions, such as free-radical reactions, C-C coupling or click chemistry, are employed demonstrating the versatility of functionalization that this compound can accept. All of these reactions work for planar aromatic molecules. With subtle modifications, it is possible to achieve similar results for nonplanar polyaromatic compounds.

Preparation of a Corannulene-functionalized Hexahelicene by CopperI-catalyzed Alkyne-azide Cycloaddition of Nonplanar Polyaromatic Units

Here, we present a protocol to synthesize a complex organic compound comprised of three nonplanar polyaromatic units, assembled easily with reasonable yields.

Herstellung eines Corannulene-funktionalisierten Hexahelicen von Kupfer (I) -katalysierte Alkin-Azid-Cyclo von Nichtplanare Polyaromatische Einheiten

The main purpose of this video is to show 6 reaction steps of a convergent synthesis and prepare a complex molecule containing up to three nonplanar ...

A Protocol for Safe Lithiation Reactions Using Organolithium Reagents

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents warrants proper technique, thorough training, and proper personal protective equipment. To aid in the training of researchers using organolithium reagents, a thorough, step-by-step protocol for the safe and effective use of tert-butyllithium on an inert gas line or within a glovebox is described. As a model reaction, preparation of lithium tert-butyl amide by the reaction of tert-butyl amine with one equivalent of tert-butyl lithium is presented.

The safe and proper use of organolithium reagents is described.

Ein Protokoll für sichere Lithiierungen Mit Organolithiumreagentien

Organolithium reagents are powerful tools in the synthetic chemist&#39;s toolbox. However, the extreme pyrophoric nature of the most reactive reagents ...

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from benzimidazolium salts. Detailed and generalized protocols are also presented for testing the catalytic activity of such complexes in arylation and Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions. Representative results are shown for the catalytic activity of the four complexes in arylation and Suzuki-Miyaura type reactions. For each of the reactions investigated, at least one of the four complexes successfully catalyzed the reaction, qualifying them as promising candidates for catalysis of many carbon-carbon bond-forming reactions. The protocols presented are general enough to be adapted for the synthesis, purification and catalytic activity testing of new palladium N-heterocyclic carbene complexes.

Palladium N-Heterocyclic Carbene Complexes: Synthesis from Benzimidazolium Salts and Catalytic Activity in Carbon-carbon Bond-forming Reactions

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from benzimidazolium salts. The complexes were tested for catalytic activity in arylation and Suzuki-Miyaura reactions. For each reaction investigated, at least one of the four complexes successfully catalyzed the reaction.

Palladium<em&gt; N.</em&gt; -Heterocyclische Carbenkomplexe: Synthese aus Benzimidazoliumsalzen und katalytische Aktivität bei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungs-bildenden Reaktionen

Detailed and generalized protocols are presented for the synthesis and subsequent purification of four palladium N-heterocyclic carbene complexes from ...

Accessing Valuable Ligand Supports for Transition Metals: A Modified, Intermediate Scale Preparation of 1,2,3,4,5-Pentamethylcyclopentadiene

A reliable, intermediate scale preparation of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene (Cp*H) is presented, based on modifications of existing protocols that derive from initial 2-bromo-2-butene lithiation followed by acid mediated dienol cyclization. The revised synthesis and purification of the ligand avoids the use of mechanical stirring while still permitting access to significant quantities (39 g) of Cp*H in good yield (58%). The procedure offers other additional benefits, including a more controlled quench of excess lithium during the production of the intermediate heptadienols and a simplified isolation of Cp*H of sufficient purity for metallation with transition metals. The ligand was subsequently used to synthesize [Cp*MCl2]2 complexes of both iridium and ruthenium to demonstrate the utility of the Cp*H prepared and purified by our method. The procedure outlined herein affords substantial quantities of a ubiquitous ancillary ligand support used in organometallic chemistry while minimizing the need for specialized laboratory equipment, thus providing a simpler and more accessible entry point into the chemistry of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene.

Reliable, intermediate scale preparation of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene (Cp*H) is presented. The revised protocol for the synthesis and purification of the ligand minimizes the need for specialized laboratory equipment while simplifying reaction workups and product purification. Use of Cp*H in the synthesis of [Cp*MCl2]2 complexes (M = Ru, Ir) is also described.

Wertvolle Ligand Zugriff auf Untersätze für Übergangsmetalle: Eine modifizierte, Intermediate Maßstab Herstellung von 1,2,3,4,5-Pentamethylcyclopentadien

A reliable, intermediate scale preparation of 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene (Cp*H) is presented, based on modifications of existing protocols that ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of lithium-ion (Li-ion) batteries. However, a number of setbacks prevent their integration into commercial devices. The main limiting factor is due to nanoscale phenomena occurring at the electrode/electrolyte interfaces, ultimately leading to degradation of battery operation. These key problems are highly challenging to observe and characterize as these batteries contain multiple buried interfaces. One approach for direct observation of interfacial phenomena in thin film batteries is through the fabrication of electrochemically active nanobatteries by a focused ion beam (FIB). As such, a reliable technique to fabricate nanobatteries was developed and demonstrated in recent work. Herein, a detailed protocol with a step-by-step process is presented to enable the reproduction of this nanobattery fabrication process. In particular, this technique was applied to a thin film battery consisting of LiCoO2/LiPON/a-Si, and has further been previously demonstrated by in situ cycling within a transmission electron microscope.

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

A protocol for the fabrication of electrochemically active LiPON-based solid-state lithium-ion nanobatteries using a focused ion beam is presented.

Fokussierte Ion Beam Herstellung von LiPON-basierten Solid-State-Lithium-Ionen-Nanobatteries zu Testzwecken In Situ

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Synthesis of a Thiol Building Block for the Crystallization of a Semiconducting Gyroidal Metal-sulfur Framework

We present a method for preparing thioester molecules as the masked form of the thiol linkers and their utilization for accessing a semiconducting and porous metal-dithiolene network in the highly ordered single crystalline state. Unlike the highly reactive free-standing thiols, which tend to decompose and complicate the crystallization of metal-thiolate open frameworks, the thioester reacts in situ to provide the thiol species, serving to mitigate the reaction between the mercaptan units and the metal centers, and to improve crystallization consequently. Specifically, the thioester was synthesized in a one-pot procedure: an aromatic bromide (hexabromotriphenylene) reacted with excess sodium thiomethoxide under vigorous conditions to first form the thioether intermediate product. The thioether was then demethylated by the excess thiomethoxide to provide the thiolate anion that was acylated to form the thioester product. The thioester was conveniently purified by standard column chromatography, and then used directly in the framework synthesis, wherein NaOH and ethylenediamine serve to revert in situ the thioester to the thiol linker for assembling the single-crystalline Pb(II)-dithiolene network. Compared with other methods for thiol synthesis (e.g., by cleaving alkyl thioether using sodium metal and liquid ammonia), the thioester synthesis here uses simple conditions and economical reagents. Moreover, the thioester product is stable and can be conveniently handled and stored. More importantly, in contrast to the generic difficulty in accessing crystalline metal-thiolate open frameworks, we demonstrate that using the thioester for in situ formation of the thiol linker greatly improves the crystallinity of the solid-state product. We intend to encourage broader research efforts on the technologically important metal-sulfur frameworks by disclosing the synthetic protocol for the thioester as well as the crystalline framework solid.

Here, we present a one-pot, transition-metal-free synthesis of thiols and thioesters from aromatic halides and sodium thiomethoxide, followed by the preparation of single crystals of a metal-dithiolene network using thiol species generated in situ from the more stable and tractable thioester.

Synthese von Thiol Baustein für die Kristallisation eines halbleitenden Gyroidal Metall-Schwefel-Rahmens

We present a method for preparing thioester molecules as the masked form of the thiol linkers and their utilization for accessing a semiconducting and ...

Isolating Free Carbenes, their Mixed Dimers and Organic Radicals

Protocols for the isolation of the commonly employed cyclic (alkyl)(amino) carbene (CAAC) and N-heterocyclic carbene (NHC) are reported. Furthermore, the synthesis of their mixed CAAC&#8211;NHC &#8220;Wanzlick&#8221; dimer and the synthesis of the related stable organic &#8220;olefin&#8221; radical are presented. The main goal of this manuscript is to give a detailed and general protocol for the synthetic chemist of any skill level on how to prepare free heterocyclic carbenes by deprotonation using filter cannulas. Due to the air-sensitivity of the synthesized compounds, all experiments are performed under inert atmosphere using either Schlenk technique or a dinitrogen filled glovebox. Controlling Wanzlick&#8217;s equilibrium (i.e., the dimerization of free carbenes), is a crucial requirement for the application of free carbenes in coordination chemistry or organic synthesis. Thus, we elaborate on the specific electronic and steric requirements favoring the formation of dimers, heterodimers, or monomers. We will show how proton catalysis allows for the formation of dimers, and how the electronic structure of carbenes and their dimers affects the reactivity with either moisture or air. The structural identity of the reported compounds is discussed based on their NMR spectra.

We present protocols for the isolation of stable heterocyclic carbenes. The synthesis of a cyclic (alkyl)(amino) carbene (CAAC) and an N-heterocyclic carbene (NHC) is demonstrated using filter cannulas and Schlenk technique. We furthermore present the synthesis of the related oxygen-sensitive, electron-rich mixed &#8220;Wanzlick dimer&#8221; and the reduced stable organic radical.

Kostenlose Carbene, gemischte Dimere und organische Radikale zu isolieren

Protocols for the isolation of the commonly employed cyclic (alkyl)(amino) carbene (CAAC) and N-heterocyclic carbene (NHC) are reported. Furthermore, the ...

Magnetometrische Charakterisierung redoxaktiver MOFs Festkörperelektrochemie

Magnetometric Characterization of Intermediates in the Solid-State Electrochemistry of Redox-Active Metal-Organic Frameworks

Electrochemical energy storage has been a widely discussed application of redox-active metal-organic frameworks (MOFs) in the past 5 years. Although MOFs show outstanding performance in terms of gravimetric or areal capacitance and cyclic stability, unfortunately their electrochemical mechanisms are not well understood in most cases. Traditional spectroscopic techniques, such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray absorption fine structure (XAFS), have only provided vague and qualitative information about valence changes of certain elements, and the mechanisms proposed based on such information are often highly disputable. In this article, we report a series of standardized methods, including the fabrication of solid-state electrochemical cells, electrochemistry measurements, the disassembly of cells, the collection of MOF electrochemical intermediates, and physical measurements of the intermediates under the protection of inert gases. By using these methods for quantitatively clarifying the electronic and spin state evolution within a single electrochemical step of redox-active MOFs, one can provide clear insight into the nature of electrochemical energy storage mechanisms not only for MOFs, but also for all other materials with strongly correlated electronic structures.

Autor im Rampenlicht: Magnetometrische Charakterisierung von Zwischenprodukten in der Festkörperelektrochemie redoxaktiver metallorganischer Gerüste  

Ex situ magnetic surveys can directly provide bulk and local information on a magnetic electrode to reveal its charge storage mechanism step by step. Herein, electron spin resonance (ESR) and magnetic susceptibility are demonstrated to monitor the evaluation of paramagnetic species and their concentration in a redox-active metal-organic framework (MOF).

Magnetometrische Charakterisierung von Zwischenprodukten in der Festkörperelektrochemie redoxaktiver metallorganischer Gerüstverbindungen

Electrochemical energy storage has been a widely discussed application of redox-active metal-organic frameworks (MOFs) in the past 5 years. Although MOFs ...