日前,东南大学化学化工学院张袁健教授课题组在石墨态氮化碳溶解与液晶相方面的研究取得重要进展,其研究论文“Dissolution and Liquid Crystals Phase of 2D Polymeric Carbon Nitride”发表于《美国化学学会志》(Journal of the American Chemical Society, 2015, 137, 2179–2182,全文链接http://dx.doi.org/10.1021/ja512179x),该论文的第一作者是化学化工学院2013级博士研究生周志新、通讯作者是张袁健教授。
石墨态氮化碳是一种具有类石墨结构的聚合物材料,可以看成石墨中的部分碳原子被氮原子有规律地取代后的产物,由于其独特的半导体性质,其被广泛的应用于光电转换、光催化、细胞成像分析、电化学发光传感等领域。但是,与碳纳米管和石墨烯类似,石墨态氮化碳不溶于任何溶剂,从而严重制约了进一步的应用和发展。
为此,通过插层和质子化作用,张袁健教授课题组发现石墨态氮化碳能够溶解于浓硫酸中,室温下溶解度高达300 mg/mL。从而,成功地获得了石墨态氮化碳的液体核磁图谱,并据此解析了尚存争议的石墨态氮化碳精细结构,发现实验上制备的石墨态氮化碳不是完全聚合的结构或简单的线性Melon结构,而是由完全聚合和部分聚合的tri-s-triazine基本单元共同构成。得益于良好的溶解性能,实验上还观察到氮化碳的液晶相。这一重要发现将有利于推动石墨态氮化碳在纳米复合组装以及有序组装方面的发展。
据悉,张袁健教授课题组(http://YZhang.info)一直致力于富碳材料结构调控在分析化学等领域的应用基础研究。(化学化工学院)