含有七-五-七 (7–5–7) 酮环的缺陷纳米石墨烯

石墨烯中已观察到缺陷，预计在其光学、电子和磁性特性中发挥关键作用。然而，由于大多数研究集中在结构表征上，拓扑缺陷对石墨烯物理化学性质的影响仍然不太清楚。在此，我们展示了一种自下而上的合成方法，制备了三种具有明确定义缺陷的新型纳米石墨烯 (1-3)，在其 sp2 碳框架中引入了七-五-七 (7-5-7) 环。从 X 射线晶体学分析来看，化合物 1 采用几乎平面的结构。与 1 相比，化合物 2 具有额外的五元环，呈稍微鞍形几何。化合物 3 可以视为 1 的“头对头”融合，具有两个键，特征是两个鞍形连接在一起。所得缺陷纳米石墨烯 1-3 通过 UV-vis 吸收、循环伏安法和时间分辨吸收光谱进行了充分研究，并通过密度泛函理论 (DFT) 计算进一步证实。详细的实验和理论研究阐明这三种纳米石墨烯 1-3 在基态下表现出反芳香特性，并在常温条件下显示出高稳定性，这与已报告的包含七角形的不稳定双自由基状纳米石墨烯形成对比。我们此处报告的工作为理解与结构相关的性质提供了见解，并使得可以控制具有原子精确缺陷的扩展纳米石墨烯的电子结构。