酸性可裂解手性聚芴分离半导体单壁碳纳米管的对映体研究( Enantiomeric Separation of Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes by Acid Cleavable Chiral Polyfluorene )

L Xu M Valáek F Hennrich E Sedghamiz M Mayor molecular dynamics circular dichroism chiral polyfluorene conjugated polymer handedness enantiomeric separation SWCNT

共轭聚合物的螺旋包裹被证明是根据单壁碳纳米管的电子类型、手性指数和均匀性对其进行分类的有力工具。然而，一步萃取左手(M)和右手(P)半导SWCNTs（s-SWCNTs）并随后切割聚合物的方法尚未发表。在本工作中，我们设计并合成了一对具有特定手性的酸解聚芴，用于从制备的纳米管中分离s-SWCNTs。每个单体在9-位芴主链上含有手性中心，在2-位和7-位氨基和羰基保持头尾区域选择性聚合，得到严格的all-(R)或all-(S)构型的聚酰亚胺。所得到的手性聚合物对商用CoMoCAT SWCNTs的左旋或右旋s-SWCNTs具有很强的识别能力，其分选过程只需浴超声和离心。有趣的是，每根纳米管上剩余的聚合物，有助于防止聚集，根本不会干扰来自纳米管的圆二色性信号。因此，我们在甲苯中观察到了仍然包裹的光学富集左手和右手(6，5)SWCNTs的圆二色性(CD)谱中的所有四个带间跃迁峰(E11，E22，E33，E44)。分子动力学模拟得到的结合能与我们的实验结果一致，表明每种手性聚合物对一种特定的手性有显著的偏好。此外，沿着聚合物链的亚胺键使得纳米管在酸处理时能够释放。经s-SWNT分离后，聚合物可分解为单体，并在温和酸性条件下被清洁除去，得到无分散剂的利手性分选s-SWNT。这些单体几乎可以定量回收，以重新合成手性聚合物。这种方法可以高选择性地分离无聚合物的s-SWNT对映体，为它们在碳纳米管(CNT)器件中的进一步应用奠定基础。

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