纳米石墨烯材料的边缘结构对物理和化学性质起到了决定性作用，人们之前合成了扶手型（armchair）和之字型（zigzag）的纳米石墨烯材料。新加坡国立大学吴继善、西班牙阿利坎特大学Casado Juan合成了两种结构的纳米石墨烯材料，分别展现了9个C原子（CN1）或12个C原子（CN2）中具有局域双键性质的纳米石墨烯材料。通过X射线方法对材料的晶体结构进行表征，结果显示材料中展现了扭曲的骨架结构和在内侧凹圆位置的空间排斥作用。9个C原子组成的纳米石墨烯和12个C原子组成的纳米石墨烯分别展现4个和6个具有双键性质的组分。实验分析和理论分析都验证了这个结论。此外，Raman光谱分析显示了碳碳双键的存在。能带结构显示CN1和CN2纳米石墨烯的能带结构分别为1.84 eV和1.37 eV，荧光量子产率分别为35 %和50 %。

本文要点：

（1）CN1和CN2在二氯甲烷中具有紫外区间的吸收，CN1和CN2的最高吸收边在547 nm和680 nm，最高吸收带边的位置对应于HOMO-LUMO跃迁。CN1材料的电化学测试中显示了具有三个半波氧化电极电势，分别为0.12 V，0.27 V，0.72 V，一个还原电极电势-1.86 V。CN2材料的电化学测试中显示了三个氧化电极电势，分别为0.06 V，0.16 V，0.5 V，0.68 V。

（2）通过计算化学方法对材料的核独立化学位移（nucleus independent chemical shift，NICS），感应电流密度的各向异性（anisotropy of the induced current density，ACID）对两种材料的电子结构和芳香性进行理解。

参考文献

Dr. Yanwei Gu, Rafael Muñoz‐Mármol, Shaofei Wu, Yi Han, Dr. Yong Ni, Prof. María A. Díaz‐García, Prof. Juan Casado*, Prof. Jishan Wu*

Cove-Edged Nanographenes with Localized Double Bonds

Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 

DOI: 10.1002/anie.202000326

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202000326