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单壁碳纳米管（SWCNTs）是一种具有多种潜在应用的纳米材料，例如在材料科学领域。其性能受直径影响，因此在碳纳米管合成中控制直径非常重要。尽管已有利用有机模板合成 SWCNTs 的方法，但高效制备具有窄直径分布的 SWCNTs 仍然具有挑战性，同时合适的模板材料也较难获得。
温州大学的胡悦教授、清华大学的郭庆辉教授及浙江大学黄飞鹤教授团队开发了一种利用 [2n]collarene（n = 6, 8, 10）作为刚性有机模板，实现 SWCNTs 直径可控合成的方法。[2n]collarene 是由交替的苯基和 1,4-环己二烯单元组成的烃带。研究团队首先合成了作为前体的 pillar[n]arene，这些前体由交替的苯基和对位烷氧苯基单元通过亚甲基桥连接。前体通过 Suzuki 偶联反应制备而成。
随后，前体经脱甲基处理生成羟基功能化中间体，这些中间体进一步转化为相应的三氟甲磺酸酯。然后，通过与异丙烯基硼酸的偶联反应生成异丙烯基功能化的中间体。最终，通过分子内 Friedel–Crafts 烷基化反应，获得目标 collarene，产率为 33–44%。
合成的带状模板被加载到石英基底上，并通过化学气相沉积（CVD）用于 SWCNTs 的生长。研究人员发现，生成的 SWCNTs 的直径与所使用模板的直径高度吻合。据研究团队介绍，这项工作首次使用烃带作为模板用于 SWCNTs 的生长，而 collarene 的刚性结构使其非常适合这一任务。
原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08536
来源：https://www.chemistryviews.org/ 内容仅做学术分享之用，版权归原作者所有，若涉及侵权等行为，请联系我们删除，万分感谢
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