富勒烯
富勒烯提取
富勒烯提取
摘要：
1.富勒烯的简介
2.富勒烯的提取方法
3.我国在富勒烯提取方面的研究进展
4.富勒烯的应用前景
正文：
富勒烯（Fullerene）是一种由碳原子组成的球形分子，具有许多独特的性质，如高强度、高热导率、高抗氧化能力等。
自1985 年被发现以来，富勒烯引起了科学界的广泛关注，被认为在材料科学、能源、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
富勒烯的提取方法主要有两种：一种是热解法，另一种是化学气相沉积法（CVD）。
热解法是通过高温将碳源分解为碳原子，然后这些碳原子聚集成富勒烯分子。
化学气相沉积法则是利用气相中的碳原子在固体表面沉积，形成富勒烯薄膜。
我国在富勒烯提取方面取得了一系列重要进展。
例如，我国科学家成功实现了富勒烯的高效提取，以及通过改进热解法和CVD 法制备出高质量的富勒烯材料。
此外，我国还积极开展富勒烯在材料科学、能源、生物医学等领域的应用研究，取得了一系列具有国际影响力的成果。
富勒烯在许多领域具有广泛的应用前景。
例如，在材料科学领域，富勒烯可以作为高强度、高热导率的结构材料；在能源领域，富勒烯可以作为高能量
密度的超级电容器电极材料；在生物医学领域，富勒烯具有抗氧化、抗炎、抗癌等生物活性，有望开发成新型药物或生物成像试剂。
总之，富勒烯作为一种具有独特性质的碳分子，引起了全球科学界的关注。
我国在富勒烯提取方面取得了一定的成绩，并在应用研究方面取得了突破。
富勒烯C60 Fullerene-C60 CAS：99685-96-8
富勒烯C60 Fullerene-C60 CAS：99685-96-8富勒烯C60（Fullerene-C60）是一个全碳笼分子，既具有疏水性又具有疏油性，结构高度对称，是构筑两亲分子的理想基元。
与烷基链之间仅存在范德华力和疏水相互作用不同，C60球体之间还存在较强的p-p相互作用,因此基于C60的两亲分子往往表现出与传统的含烷基链两亲分子迥异的自组装特性。
产品信息：中文名称：富勒烯C60英文名称：Buckminsterfullerene Fullerene-C60别名：足球烯；福勒烯CAS：99685-96-8结构式：性状：固体纯度：95%+分子式：C60分子量：720.6420密度：3.4±0.1 g/cm3沸点：500-600℃ subl.熔点：>280ºC(lit.)储存条件：密封储存，储存于阴凉、干燥稳定性：常温常压下稳定，避免与强氧化剂，金属接触。
用途：仅用于科研，不能用于人体供应商：西安瑞禧生物富勒烯C60是一种由C 100.00%构成的化合物的碳纳米化合物富勒烯(C60)的1种水溶性衍生物[C60(OH)16-18]富勒烯类炭材料单壁纳米炭管和多壁纳米炭管富勒烯衍生物C50X(X=SiH2, PH, S)C60富勒烯-哌啶硫代荒酸酯稠合体聚硅氧烷富勒烯纤维硝基富勒烯衍生物硝基富勒烯吡咯烷衍生物金属富勒烯富勒烯族碳素材料富勒烯[60]有机高分子化合物煤基富勒烯卤化富勒烯空心富勒烯纳米MoS_2和WS_2富勒烯C_(60)、C_(70)富勒烯配合物η2-C60[Ru(NO)(PPh3)]2纳米富勒烯(nC60)异质富勒烯C59Si与C69Si聚硅氧烷负载富勒烯铂配合物富勒烯金属包合物富勒烯衍生物C60(OH)x(O)y2-(2-硝基苯基)吡咯烷[3',4':1,2][60]富勒烯聚硅氧烷富勒烯2',5'-二氢-1'H-吡咯骈[3',4':1,2][60]富勒烯异质富勒烯C_(58)P_2富勒烯C36及其衍生物C36H2n富勒烯C_(60)硫桥键联四硫富瓦烯衍生物基于钆金属富勒烯纳晶有机铬富勒烯衍生物三丙二酸富勒烯富勒烯乙二胺铅盐富勒烯灰苝醌/富勒烯C60超分子C20,C24,C28,C32,C36,C40,C44和C50等小富勒烯。
富勒烯
4、长寿
巴黎南方大学的研究者在证明富勒烯是否有毒性时，给兔子服用 富勒烯，却意外的发现兔子的寿命延长两倍。研究者认为是富勒烯活 化了兔子体内细胞，推测富勒烯可以延长寿命。
C60的种类
• 1.亲水性富勒烯：
• 超强的吸附自由基及皮肤废弃物因子，在肌肤老化连锁反应源 头，就吸附、扫除自由基及皮肤废弃物，降低人体的氧化反应， 抗氧化效果是维他命C的172倍，具有持续性（在皮肤上能维持 11个小时以上的抗氧化效果）与安定性（耐热，耐光照），同 时发挥抗自由基、抗氧化、淡斑美白与抑制发炎等四大作用。 有效降低黑色素生成、活化纤维母细胞、促进胶原蛋白合成， 抗发炎，抑制巨大细胞的过敏，同时协助熟龄肌肤改善最在意 的细纹、松弛、暗沉、斑点等问题。
案例
使用前 治疗8周后
富勒烯改善毛孔粗大
富勒烯优势
1、美容医师强力推荐
富勒烯是从医学美容商品开始传扬开来，富勒烯可用于激光术后
的修复，较其他产品，富勒烯对于敏感性肌肤及受损肌肤效果非常显 著。至2009年已有超过1000家医学美容诊所运用了富勒烯，且无一 申诉案例。
2、诺贝尔奖
1985年，英国化学家克罗托博士和美国赖斯大学的科学家斯莫
Fullerene “Super Anti-Oxidant”
富勒烯
关于富勒烯
富勒烯（C60）是由碳原子组成的碳的同素异形体（其他碳的同素异 形体还有钻石、石墨等）
富勒烯
钻石
石墨
大部分的美容成分都具备牺牲自己来守护美丽肌肤的特点，但富勒烯 (Fullerene) 却完全不需伤害自己就能保护美丽肌肤； 它有60个碳原子、30 个面，形状宛如足球的富勒烯 (Fullerene) 具有自转的特质，能一边高速 旋 转一边透过分子层级大量吸收自由基，并将其无害化。 富勒烯（C60）1996年获得诺贝尔化学奖 日本三菱申通了专利 中国广州科元获得中国地区使用专利
富勒烯的结构式
富勒烯的结构式摘要：1.富勒烯的概述2.富勒烯的结构式3.富勒烯的性质与应用正文：【1.富勒烯的概述】富勒烯（Fullerene）是一种由碳原子构成的球状分子，其结构与足球相似，因此也被称为“足球分子”。
富勒烯是碳的同素异形体之一，它的发现者美国化学家理查德·富勒（Richard Fuller）因此获得了1996 年诺贝尔化学奖。
【2.富勒烯的结构式】富勒烯的结构式是由五角形和六角形构成的平面环状结构，这些环状结构通过碳- 碳键相互连接。
根据不同的连接方式，富勒烯可分为多种类型，其中最著名的是C60，它由60 个碳原子组成，并具有一个球状结构。
富勒烯的结构式可以用数学公式来描述，其中最简单的是C60。
C60 的结构式可以表示为：```H H| |H -- C == C -- H| |H H```这里的“H”代表氢原子，“C”代表碳原子，而“==”则表示双键。
通过这种方式，可以形象地描述富勒烯的结构。
【3.富勒烯的性质与应用】富勒烯具有许多独特的性质，如高度的稳定性、高强度的抗氧化性等。
这些性质使富勒烯在许多领域具有广泛的应用前景，如材料科学、生物医学、能源存储等。
富勒烯的高稳定性使其成为一种理想的材料，可用于制造超强材料。
例如，富勒烯可以与金属或非金属元素结合，形成具有高强度、高硬度的复合材料。
此外，富勒烯的高抗氧化性使其在生物医学领域具有广泛的应用，如用于治疗自由基相关的疾病。
在能源存储领域，富勒烯也具有潜在的应用价值。
研究表明，富勒烯可以作为超级电容器的电极材料，具有很高的电容和稳定性。
总之，富勒烯作为一种独特的碳分子，具有很多有趣的性质和广泛的应用前景。
富勒烯定义
富勒烯定义
嘿，朋友们！今天咱来聊聊富勒烯这个神奇的玩意儿。
你说富勒烯像啥呢？就好比是微观世界里的一个个小足球，圆滚滚的，特别可爱。
它可是个宝贝啊！在很多领域都有着大用处呢。
你想想看，它就像一把神奇的钥匙，能打开好多扇未知的大门。
在护肤品里，它能帮着咱们的皮肤变得更好，就像是给皮肤请了个私人保镖，时刻保护着它。
很多爱美的人都对它爱不释手呢！这难道不厉害吗？
在材料科学领域，富勒烯更是大显身手。
它就像一个超级英雄，能解决很多难题。
可以让材料变得更坚固、更耐用，哎呀，这可真是太了不起了！
咱再说说它的独特结构，那真叫一个精妙啊！就好像是大自然精心雕琢出来的艺术品。
这么独特的结构也赋予了它各种各样神奇的性质。
而且哦，科学家们对富勒烯的研究那可是热火朝天啊！他们不断地去探索它更多的可能性，就像是探险家在未知的领域里勇敢前行。
这富勒烯就像是一个充满宝藏的岛屿，等待着人们去挖掘它的秘密。
你说，要是没有富勒烯，我们的生活得少多少乐趣和惊喜啊？它就像是生活中的一颗璀璨明珠，虽然小小的，却闪耀着无比耀眼的光芒。
富勒烯的发现和研究，不就是人类智慧的结晶吗？我们能从这么一个
小小的分子里发现这么多的奇妙之处，这难道不值得我们骄傲和自豪吗？它让我们看到了科学的魅力，让我们对这个世界有了更深的认识。
所以啊，富勒烯可真是个了不起的东西！咱可得好好珍惜和利用它，让它为我们的生活带来更多的美好和改变。
难道不是吗？。
纳米碳材料--富勒烯
富勒烯（Fullerene）是一种球状的碳化合物，与石墨、金刚石一样，是碳的同素异形体。
Kroto,Smalley和Curl等人首次观察到了C60的结构，并共同获得了1996年的诺贝尔化学奖。
随后，人们又发现了C60簇分子C28、C34、C70、C84、C90、C120等，学术界将这种笼状碳原子簇统称为富勒烯。
结构特点
最常见的富勒烯C60独特的分子结构决定了其具有独特的物理化学性质，富勒烯的60个P轨道构成的大π键共轭体系使得它兼具有给电子和受电子的能力。
C60是特别稳定的芳香族分子，C-C单键和C=C双键交替相接，整个碳笼表现出缺电子性，可以在笼内、笼外引入其它原子或基团。
C60富勒烯VS C70富勒烯分子结构
C60能发生一系列化学反应，如亲核加成反应、自由基加成反应、光敏化反应、氧化反应、氢化反应、卤化反应、聚合反应以及环加成反应等。
据报道迄今为止环加成反应在所有富勒烯化学修饰反应中是最多的, 由此可以合成多种类型的富勒烯衍生物。
应用领域
富勒烯的应用领域
富勒烯是一种卓越的电子受体，具有n型半导体的特性，作为电子载体的有机电子材料广泛应用于各种研究中。
由于未经修饰的富勒烯溶解性较差，而通过化学反应引入溶解性高的官能团，可以制备出可溶液加工的电子材料。
比如，苯基-C61-丁酸甲酯([60]PCBM(P121601)和茚-C60二加合物([60]ICBA(I157576))都是有效的n型有机半导体，且与p型共轭聚合物混合后，可以用来制造有机太阳能电池(OPV)。
另外，富勒烯衍生物也曾应用在有机晶体管中。
富勒烯是什么
富勒烯是什么
富勒烯是一种完全由碳组成的中空分子，形状呈球型、椭球型、柱型或管状。
富勒烯在结构上与石墨很相似，石墨是由六元环组成的石墨烯层堆积而成，而富勒烯不仅含有六元环还有五元环，偶尔还有七元环。
根据碳原子的总数不同，富勒烯可以分为C₂₂、C₂₂、C₂₂、C₂₂、C₂₂等。
其中，最小的富勒烯是C₂₂。
C₂₂高度对称的笼状结构使其具有较高的稳定性，因此在富勒烯家族中研究最为广泛。
富勒烯因其独特的零维结构，是近年来最重要的含碳纳米材料之一。
同时，富勒烯具有特殊的光学性质、电导性及化学性质，因此富勒烯及其衍生物在电、光、磁、材料学等方面都得到了广泛的应用。
2022年11月，中国矿业大学科研团队发现外径约55纳米的天然洋葱状富勒烯，即“碳洋葱”，这是目前地球上发现的最大的天然“碳洋葱”。
富勒烯
富勒烯富勒烯（Fullerene) 是一种碳的同素异形体.任何由碳一种元素组成, 以球状, 椭圆状, 或管状结构存在的物质, 都可以被叫做富勒烯. 富勒烯与石墨结构类似, 但石墨的结构中只有六元环, 而富勒烯中可能存在五元环. C60是于1985年由Rich ard Buckminster Fuller发现的第一个富勒烯, 又被称为足球烯. 这是因为C60的表面结构与足球完全一致. 富勒烯这个名称也由Fuller 而来, 而我们一般用Buckm inster fullerene 指足球烯.性质密度和溶解性C60的密度为cm。
C60不溶于水，在正己烷、苯、二硫化碳、四氯化碳等非极性溶剂中有一定的溶解性。
导电性碳原子本具有导电性，而C60分子的导电性优于铜，重量只有铜的六分之一，一个巴克球分子相当于一纳米，可谓极微小，它的导电性来自奇特的分子结构并非靠其他原子，可见不久的将来人类世界将诞生非金属电缆、非金属电路板...等富勒烯产品。
结构克罗托受建筑学家理查德·巴克明斯特·富勒（RichardBuckminsterFuller，18 95年7月12日~1983年7月1日）设计的美国万国博览馆球形圆顶薄壳建筑的启发，认为C60可能具有类似球体的结构，因此将其命名为buckminster fullerene（巴克明斯特·富勒烯，简称富勒烯）。
富勒烯是一系列纯碳组成的原子簇的总称。
它们是由非平面的五元环、六元环等构成的封闭式空心球形或椭球形结构的共轭烯。
现已分离得到其中的几种，如C60和C70等。
在若干可能的富勒烯结构中C60，C240，C540和直径比为1:2:3。
C60的分子结构的确为球形32面体，它是由60个碳原子以20个六元环和12个五元环连接而成的具有30个碳碳双键（C=C）的足球状空心对称分子，所以，富勒烯也被称为足球烯。
球体直径约为710pm，即由12个五边形和20个六边形组成。
富勒烯简介
富勒烯诺贝尔博物馆里的富勒烯模型球碳，原名富勒烯（Fullerene，又译作福乐烯），又名巴基球或巴克球（Buckyball），是于1985年发现的继金刚石和石墨之后碳元素的第三种晶体形态，又一类碳的同素异形体。
预言及发现1985年,英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士（Sir Harold Walter Kroto，19 39年10月7日~）和美国科学家理查德·埃里特·史沫莱（Sir Richard Errett Small ey，1943年6月6日~）等人在氦气流中以激光汽化蒸发石墨实验中首次制得由60个碳组成的碳原子簇结构分子C60。
为此，克罗托博士获得1996年度诺贝尔化学奖。
结构克罗托受建筑学家理查德·巴克明斯特·富勒（Richard Buckminster Fuller，189 5年7月12日~1983年7月1日）设计的美国万国博览馆球形圆顶薄壳建筑的启发，认为C60可能具有类似球体的结构，因此将其命名为buckminster fullerene（巴克明斯特·富勒烯，简称富勒烯）。
富勒烯是一系列纯碳组成的原子簇的总称。
它们是由非平面的五元环、六元环等构成的封闭式空心球形或椭球形结构的共轭烯。
现已分离得到其中的几种，如C60和C70等。
在若干可能的富勒烯结构中C60，C240，C540和直径比为1:2:3。
C60的分子结构的确为球形32面体，它是由60个碳原子以20个六元环和12个五元环连接而成的具有30个碳碳双键（C=C）的足球状空心对称分子，所以，富勒烯也被称为足球烯。
球体直径约为710pm，即由12个五边形和20个六边形组成。
其中五边形彼此不相联接只与六边形相邻。
与石墨相似，每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻三个碳原子相连，剩余的p轨道在C60分子的外围和内腔形成π键。
(补充：C60双键数的计算方法由于每个孤立的碳原子周围有三个键（一个双键，两个单键）。
富勒烯的性质及应用
富勒烯的性质及应用富勒烯是一种由碳原子构成的球形分子，其最早由美国化学家Richard Smalley 和Robert Curl等人于1985年发现。
富勒烯最著名的形态是C60富勒烯，也被称为布克明球。
除了C60富勒烯外，还有其他形态的富勒烯，如C70、C84等。
富勒烯具有许多独特的性质，使其被广泛研究和应用。
首先，富勒烯具有高度的化学稳定性和热稳定性，可以在高温和强酸碱条件下保持其结构完整。
其次，富勒烯具有特殊的电子结构和电子传输性质，可以在光学、电子和磁学等领域发挥重要作用。
此外，富勒烯还具有良好的导电性、导热性和机械强度，可以应用于电子器件、催化剂等领域。
富勒烯的应用十分广泛。
首先，富勒烯在材料科学领域具有广阔的应用前景。
由于富勒烯独特的结构和性质，可以用于制备各种材料。
例如，将富勒烯与聚合物复合可以获得高性能的聚合物材料，其具有优异的力学性能和导电性能。
此外，富勒烯还可以与金属或半导体材料复合，获得具有特殊功能的材料，如光伏材料、光电转换器件等。
其次，富勒烯在生物医学领域也具有广泛的应用潜力。
富勒烯可以通过表面修饰和功能化处理，使其具有良好的生物相容性和靶向性。
因此，富勒烯可以作为药物载体用于药物输送系统，将药物精确地送达到疾病部位。
此外，富勒烯还可以作为抗氧化剂和免疫增强剂，用于治疗癌症、炎症等疾病。
富勒烯还可以应用于能源领域。
由于富勒烯具有良好的光电性能和光吸收能力，可以应用于太阳能电池和光电器件。
研究者们正在探索如何利用富勒烯来提高太阳能电池的效率和稳定性，以实现可持续能源的利用。
此外，富勒烯还具有催化剂的独特性质，可以应用于化学合成和环境净化等方面。
例如，富勒烯可以作为催化剂用于有机合成反应中，如氢化反应、氧化反应等。
此外，富勒烯还可以作为吸附剂用于净化水和空气中的有害物质，如重金属离子、有机物等。
总之，富勒烯作为一种独特的碳纳米材料，具有许多独特的性质和应用潜力。
在材料科学、生物医学、能源和环境等领域，富勒烯都有着广泛的应用前景。
富勒烯密度计算
富勒烯密度计算摘要：一、富勒烯简介二、富勒烯密度计算方法1.实验测量法2.理论计算法三、富勒烯密度计算的应用四、富勒烯密度对材料性能的影响五、总结正文：一、富勒烯简介富勒烯（Fullerene）是一种由碳原子组成的球状或笼状分子，其结构类似于足球的表面。
富勒烯家族包括多种类型，如C60、C70、C80等，其中C60最为著名，被誉为“足球分子”。
富勒烯具有良好的化学稳定性、热稳定性和电子传输性能，因此在材料科学、纳米技术等领域具有广泛的应用前景。
二、富勒烯密度计算方法1.实验测量法实验测量法是通过实验手段来测定富勒烯的密度。
常用的方法有液态密度法、固态密度法等。
实验测量法可以直接得到富勒烯的密度值，但操作过程较为复杂，对实验设备要求较高。
2.理论计算法理论计算法是依据富勒烯的分子结构和理论模型，通过计算机模拟等方式来预测其密度。
常用的计算方法有量子化学计算、分子动力学模拟等。
理论计算法可以在较短时间内得到富勒烯的密度信息，但准确性受到计算方法和模型的限制。
三、富勒烯密度计算的应用富勒烯密度计算在材料科学研究中具有重要意义。
密度是材料性能的一个重要指标，影响着材料的力学、热学、电学等性能。
通过对富勒烯密度进行计算，可以为材料的设计和优化提供理论依据。
四、富勒烯密度对材料性能的影响富勒烯的密度对其材料性能具有显著影响。
一般来说，富勒烯密度越大，材料的硬度、热稳定性、电子传输性能等方面表现越好。
在实际应用中，通过调节富勒烯的密度，可以实现对材料性能的调控。
五、总结富勒烯密度计算是研究富勒烯材料性能的重要手段。
实验测量法和理论计算法是获取富勒烯密度的两种主要方法，各有优缺点。
通过对富勒烯密度的计算和分析，可以为富勒烯材料的研究和应用提供有力支持。
富勒烯
高分子合成新技术
3.2脉冲激光法诱导液-固界面法
福建师范大学章文贡教授研究团队 采用脉冲激光诱导液-固界面反应法，以 芳香烃B为流动相，石墨为固体靶，成功 获得了多种富勒烯，其中含富勒烯C98的 量最多。
高分子合成新技术
反应装置示意图
调节流动相以适 宜的流速流经固 体靶，淹没过靶 片的液层高度始 终为1~2mm，准 备时间依需要量 而定
1.富勒烯的溶解性质 2.富勒烯的超导性质 3.富勒烯的光学性质
高分子合成新技术
2.1.1.溶解性
富勒烯在脂肪烃中的溶解性随溶剂 分子的碳原子数增大而增大，但一般溶 解性较小。在苯和甲苯中有良好的溶解 性，而在二硫化碳（CS2）中的溶解度很 大。但是由于CS2的毒性较大，因此一般 不使用。目前用于溶解C60最常用的溶剂 为甲苯
高分子合成新技术
第6章 富勒烯及其高分子化 章
高分子合成新技术
目录
概述 富勒烯的性质 富勒烯的制备 富勒烯的高分子化 富勒烯高分子衍生物的应用 回顾与展望
高分子合成新技术
1. 概述
20世纪80年代中期，继石墨、金刚 石之后，人们发现了碳元素存在的第三 种晶体形式，其分子式为Cn ，目前已知 的n值最大为540。这类碳化合物被称为 碳笼原子簇或富勒烯（又称巴基球、球 烯、足球碳等）。
液体作用剖析
流动相液体的作用
液体气化产生 液体粒子 有助于亚稳态物质 的成核和稳定
液体的束缚作用 使各粒子之间更加 容易碰撞重新成核
液体冷却作用有助于 快速活性淬灭成核” “快速活性淬灭成核”
高分子合成新技术
4.富勒烯的高分子化
C60 球 体 的 高 分 子 化 衍 生 物
1.高分子链上悬挂C60（On-chain型）； 2.C60结合进高分子链中（ In-chain型）； 3.以C60为节点形成高分子网络； 4.C60通过化学键连接在基质材料表面。
富勒烯
姓名：秦晨学号：201130451119富勒烯材料前言：富勒烯（Fullerene) 是一种碳的同素异形体。
任何由碳一种元素组成，以球状，椭圆状，或管状结构存在的物质，都可以被叫做富勒烯。
富勒烯与石墨结构类似，但石墨的结构中只有六元环，而富勒烯中可能存在五元环。
1985年Robert Curl等人制备出了C60。
1989年，德国科学家Huffman和Kraetschmer的实验证实了C60的笼型结构，从此物理学家所发现的富勒烯被科学界推向一个崭新的研究阶段。
富勒烯的结构和建筑师Fuller的代表作相似，所以称为富勒烯。
1985年英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士和美国科学家理查德·斯莫利在莱斯大学制备出了第一种富勒烯，即富勒烯分子，因为这个分子与建筑学家巴克明斯特·富勒的建筑作品很相似，为了表达对他的敬意，将其命名为巴克明斯特·富勒烯。
饭岛澄男早在1980年之前就在透射电子显微镜下观察到这样洋葱状的结构。
自然界也是存在富勒烯分子的，2010年科学家们通过史匹哲太空望远镜发现在外太空中也存在富勒烯。
“也许外太空的富勒烯为地球提供了生命的种子”。
在富勒烯的发现之前，碳的同素异形体的只有石墨、钻石、无定形碳（如炭黑和炭），它的发现极大地拓展了碳的同素异形体的数目。
巴基球和巴基管独特的化学和物理性质以及在技术方面潜在的应用，引起了科学家们强烈的兴趣，尤其是在材料科学、电子学和纳米技术方面。
命名很像足球的球型富勒烯也叫做足球烯，或音译为巴基球，中国大陆通译为富勒烯，台湾称之为球碳，香港译为布克碳；偶尔也称其为芙等；管状的叫做碳纳为例，第一种是标准的写法，米管或巴基管。
富勒烯的中文写法有三种，以C60即[60]富勒烯；第二种为碳60，60也不用下标，这是中文专用的写法；第三种为C 60，与英文一致。
历史：早在1965年，二十面体C 60H 60被认为是一种可能的拓扑结构。
c60成分
C60成分1. 简介C60成分指的是富勒烯（Fullerene）分子中含有的碳60（C60）分子。
富勒烯是由碳原子构成的球形分子，其结构类似于足球。
C60是最简单和最稳定的富勒烯之一，也被称为巴克球（Buckyball），以纪念发现者理查德·巴克。
2. 结构与性质2.1 结构C60分子由60个碳原子组成，形成了20个六元环和12个五元环的排列结构。
这种排列使得C60具有高度对称性和稳定性。
2.2 物理性质C60具有许多特殊的物理性质：•C60是一种固体，在常温下呈黑色晶体。
•它是一种非导体，在室温下没有电导能力。
•C60具有良好的溶解性，可以溶解在一些有机溶剂中，如苯、甲苯等。
•它具有较高的熔点和沸点。
2.3 化学性质•C60具有良好的化学稳定性，不易被一般的化学试剂氧化或还原。
•它可以与其他物质发生共价键或范德华力等相互作用。
•C60还可以被光激发，形成激发态的富勒烯分子。
3. 应用3.1 材料科学领域C60由于其特殊的结构和性质，在材料科学领域有广泛的应用：•C60可以作为催化剂，用于催化有机反应。
•它可以被用作传感器材料，检测环境中的某些物质。
•C60还可以作为药物输送载体，将药物包裹在其内部，以实现精确控制释放。
3.2 生命科学领域C60在生命科学领域也有一些应用：•它可以作为抗氧化剂，帮助清除自由基，减缓衰老过程。
•C60还具有抗病毒、抗癌等生物活性，因此被研究用于治疗相关疾病。
3.3 其他应用除了以上两个领域外，C60还有一些其他的应用：•C60可以用于制备光电器件、太阳能电池等。
•它还可以用于制备高分子材料的功能性添加剂，改善材料的性能。
4. 研究进展C60作为一种特殊的碳材料，近年来受到了广泛的研究关注。
研究人员在C60的合成方法、化学修饰、应用等方面进行了大量的研究。
目前，C60在药物输送、光电器件、环境传感等领域已经取得了一些突破性进展。
但是，由于其高成本和生产工艺上的限制，C60在实际应用中仍然面临一些挑战。
富勒烯提取
富勒烯提取摘要：一、富勒烯简介二、富勒烯提取方法1.物理法2.化学法3.生物法三、富勒烯的应用领域1.材料科学2.医学3.环境保护四、富勒烯提取产业的发展前景正文：富勒烯，这个由60个碳原子组成的足球状分子，自从1985年被科学家发现以来，就因其独特的结构和性质备受关注。
富勒烯提取技术的发展，使得这一曾经仅限于实验室研究的神秘物质，逐渐走向了产业化应用的道路。
一、富勒烯简介富勒烯，又称碳纳米球，是一种由碳原子组成的球状分子。
其结构类似于足球，由一个个碳原子紧密相连构成。
富勒烯具有很多优异的性能，如高强度、高导电性、高热稳定性等，因此在未来材料科学领域具有巨大的潜力。
二、富勒烯提取方法富勒烯的提取方法主要有物理法、化学法和生物法。
1.物理法：物理法主要通过高温高压等极端条件，将石墨等碳源转化为富勒烯。
这种方法存在的问题是转化效率低，且对设备要求较高。
2.化学法：化学法是通过化学反应，如燃烧、气相沉积等，将碳源转化为富勒烯。
这种方法的优点是提取效率较高，但过程较为复杂，对环境有一定影响。
3.生物法：生物法是利用生物体内的生物酶或微生物，将碳源转化为富勒烯。
这种方法具有环保优势，但目前尚处于研究阶段。
三、富勒烯的应用领域富勒烯在材料科学、医学和环境保护等领域具有广泛的应用前景。
1.材料科学：富勒烯的高强度、高导电性和高热稳定性使其在材料科学领域具有巨大的应用潜力。
例如，富勒烯可以作为增强剂添加到塑料、橡胶等材料中，提高其力学性能和导电性能。
2.医学：富勒烯具有很强的抗氧化性能，可作为药物载体，用于治疗癌症、心血管疾病等疾病。
此外，富勒烯还具有清除自由基的能力，有助于抗衰老。
3.环境保护：富勒烯可用于吸附和净化污染物，如重金属、有机物等。
其在环境保护领域具有广泛的应用前景。
四、富勒烯提取产业的发展前景随着富勒烯应用领域的不断拓展，富勒烯提取产业正逐渐成为一个新兴的产业。
在未来，随着提取技术的不断进步，富勒烯将更多地应用于各个领域，为人类社会的发展作出贡献。
第三讲_富勒烯1
第三讲富勒烯5目录•富勒烯概述•富勒烯的结构与表征•富勒烯的制备、生长机理与纯化•富勒烯的性质•富勒烯化学•富勒烯的应用6碳的同素异形体石墨78富勒烯(Fullerenes)：笼状炭原子簇的总称什么是富勒烯9富勒烯的发展历程1983年，物理学家D.R. Huffman 和W. Kratschmer 在氦气中使石墨电极间放电制备了碳原子簇，碳烟的紫外光谱和拉曼光谱显示，在近紫外区出现了强烈的吸收带，产生了形似驼峰的双峰，他们称这种样品为“骆驼样品”。
1969年David Jones 在New Scientist 上发表论文指出在石墨生产高温过程中有可能形成石墨空心球；1970年日本量子化学家Osawa 曾经计算过对称性的C 60的笼型结构，并计算出该笼形结构具有芳香性，但没有深入下去。
富勒烯之前认识的碳：金刚石和石墨1985年，Robert F. Curl，Harold W. Kroto，Richard E.Smalley共同发现了C60和C70，并获得1996年的诺贝尔化学奖。
1984年，E. A. Rotalfing为了解释星际尘埃的组成，采用大功率短脉冲激光器蒸发石墨，在飞行时间质谱仪上观察到C60和C70的特征峰，但他们只是简单的将其归结为碳原子团簇的线性链结构。
与诺贝尔奖失之交臂。
1984年，R. E. Smalley (Rice U)发明激光气化团簇束流发生器。
101984年，Kroto经Curl介绍认识了Smalley，参观了Smalley研制的用于研究半导体和金属原子簇的激光气化团簇束流发生器，观看了在He气氛中激光蒸发SiC2的实验。
并建议使用这台仪器模拟星际空间由巨碳星产生的浓密富碳风中长链碳分子的形成机制。
1985年9月，Kroto利用该仪器与Smalley合作，用石墨代替SiC2进行激光蒸发实验，他们从质谱图中发现相对原子量为720和840的高丰度分子离子峰（对应C60和C70)；Curl提议立即停止所有其它实验，集中精力研究这一意外发现。
science 富勒烯 催化‘
science 富勒烯催化‘Science Daily: 富勒烯催化富勒烯是一种由碳原子组成的分子，具有球形或近球形的结构。
由于其独特的形状和化学性质，富勒烯在许多领域，包括纳米材料、催化和电子学方面展示出了巨大的潜力。
近年来，科学家们对富勒烯的催化性质产生了浓厚的兴趣，正在努力探索其在化学合成和能源领域的应用。
一、富勒烯的结构和特性富勒烯是由60个碳原子组成的球状分子，被称为富勒烯C60，是最著名和最普遍研究的富勒烯形式之一。
富勒烯具有高度对称的结构，表面上由20个六元环和12个五元环组成。
富勒烯的碳碳键长度比典型的烯烃或环状烷烃要长，表明富勒烯具有较高的反应性。
二、富勒烯催化反应的基本原理富勒烯作为催化剂的应用主要通过促进反应过程中的活性中间体的生成和转化来实现。
富勒烯能够捕获反应物和催化剂之间的中间体，从而加速反应速率。
此外，富勒烯还能够与反应物发生氢化和脱氢反应，增强或减少反应的选择性。
三、富勒烯催化的化学合成反应1. C-C键的形成富勒烯可以催化碳碳键的形成反应。
它能够在较低温度下促进烯烃和烷基卤化物之间的加成反应，形成新的碳碳键。
这种催化反应在有机合成中具有广泛的应用，可以合成各类重要的有机化合物。
2. 氧化反应富勒烯可以被氧化剂氧化为富勒烯酮。
这种氧化反应可以通过调控富勒烯与氧化剂的反应条件，如温度、反应时间和氧化剂浓度等，来实现选择性氧化。
此外，富勒烯酮也可以被还原成富勒烯，并进一步参与其他反应。
3. 环化和开环反应富勒烯可以催化烃类化合物的环化和开环反应。
在环化反应中，富勒烯作为催化剂能够降低反应的活化能，加速反应速率。
而在开环反应中，富勒烯作为催化剂可以促进烃类化合物的裂解，生成更简单和活性的化合物。
四、富勒烯催化在能源领域的应用1. 电池技术富勒烯可以作为电池材料的催化剂，提高电池的能量密度和循环寿命。
通过富勒烯的催化作用，电池反应的活性中间体可以更快地形成和转化，提高电池的反应速率和能量转化效率。
富勒烯提取
富勒烯提取一、富勒烯概述富勒烯（Fullerene）是一种碳的同素异形体，因其结构类似于足球的外壳而得名。
富勒烯分子由碳原子组成，形成一个具有闭合结构的球形或空心球壳。
富勒烯具有许多优异的性能，如高强度、高导电性、超导性、半导体性能等，因此在材料科学、能源、环保等领域具有广泛的应用前景。
二、富勒烯的应用领域1.纳米材料：富勒烯作为一种纳米材料，具有极高的比表面积和独特的物理化学性质，可用于制备高性能的纳米复合材料。
2.能源存储：富勒烯可用于锂离子电池、超级电容器等能源存储设备的电极材料，提高储能性能。
3.催化剂：富勒烯具有较高的活性，可用作催化剂或催化剂载体，提高催化反应的效率。
4.生物医学：富勒烯具有很强的抗氧化性能，可作为药物载体或抗衰老保健品。
5.环境保护：富勒烯可用于吸附和处理有害物质，净化水体和空气。
三、富勒烯提取方法目前，富勒烯的提取方法主要有以下几种：1.真空升华法：将炭材料加热至高温，使其升华并收集富勒烯。
2.化学气相沉积法：通过气相反应生成富勒烯，并收集产物。
3.激光烧蚀法：利用激光烧蚀碳靶材，生成富勒烯。
4.电弧放电法：在放电过程中产生高温高压力环境，促使碳材料转化为富勒烯。
四、我国富勒烯产业发展现状及前景近年来，我国富勒烯产业取得了显著的发展成果。
在富勒烯生产技术方面，我国已经掌握了多种提取方法，并实现了规模化生产。
然而，与国际先进水平相比，我国在富勒烯应用研究和技术转化方面仍有较大差距。
展望未来，随着富勒烯生产技术的不断优化和应用领域的拓展，我国富勒烯产业具有广阔的发展前景。
五、富勒烯提取技术的创新与挑战1.创新：提高富勒烯产率、降低生产成本、简化提取工艺等方面的研究。
2.挑战：环保要求、生产设备投入、技术创新和人才培养等方面的挑战。
六、富勒烯提取工艺的优化策略1.优化提取条件：提高温度、压力、气体流量等参数，以提高富勒烯产率。
2.改进分离纯化技术：采用高效分离纯化方法，提高富勒烯纯度。
富勒烯
C60可以与环糊精以1:2的比例形成配合物，而C70则不行，一种分离富勒烯的方法就是基于这个原理，通过S-S桥固定环糊精到金颗粒胶体，这种水溶性的金/环糊精的复合物[Au/CD]很稳定，与不水溶的烟灰在水中回流几天可以选择性地提取C60，而C70组分可以通过简单的过滤得到。将C60从[Au/CD]复合物中分离是通过向环糊精水溶液加入对环糊精内腔具有高亲和力的金刚烷醇使得C60与[Au/CD]复合物分离而实现C60的提纯，分离后通过向[Au/CD/ADA]的复合物中添加乙醇，再蒸馏，实现试剂的循环利用。50毫克[Au/CD]可以提取5毫克富勒烯C60。后两种方法都只停留在实验室阶段，并不实用。
电弧法
一般将电弧室抽成高真空，然后通入惰性气体如氦气。电弧室中安置有制备富勒烯的阴极和阳极，电极阴极材料通常为光谱级石墨棒，阳极材料一般为石墨棒，通常在阳极电极中添加铢、镍、铜或碳化钨等作为催化剂。当两根高纯石墨电极靠近进行电弧放电时，炭棒气化形成等离子体，在惰性气氛下小碳分子经多次碰撞、合并、闭合而形成稳定的C60及高炭富勒烯分子，它们存在于大量颗粒状烟灰中，沉积在反应器内壁上，收集烟灰提取。电弧法非常耗电、成本高，是实验室中制备空心富勒烯和金属富勒烯常用的方法。
C60在甲苯溶液中的紫外-可见吸收谱。浓度:0.052mmol/L。测试仪器：JASCO V570。
进展年谱
1971年，大泽映二发表《芳香性》一书，其中描述了C60分子的设想。
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2)超导性 经过适当的金属搀杂后的C60表现出良好的 导电性和超导性。1991年3月美国贝耳实 验室首先报道搀钾后的K3C60具有超导 性，其临界温度为18K。
* 现已发现M3C60系列化合物（M=K、 Rb、Cs）均具有超导性。 * 另据贝耳实验室最新报道，C60有机超导 体的临界温度已提高到117K。
6、富勒烯的性质 1）一般性质 C60为淡黄色固体，薄膜加厚时转成棕色， 在有机溶剂中呈洋红色。C70为红棕色固 体，厚膜时为灰黑色，溶剂中为红葡萄酒 色。C60密度1.65g/cm3，能在不裂解情况下 升华。 室温下C60的体积可压缩率为： -d(lnv)/dp=7.0x10-12cm2/dyne 最软固体 C60 13C-NMR 143.2ppm出现单峰
C36
C60
C70
C180
2、C60分子的发现及其结构的提出 很早天体物理学家就发现富碳恒星的大气层及慧星 尾中有碳原子簇存在； 1942年，O. Hahn等用MS证实了原子簇Cn（<15）的 存在； 1984年，Exxon Research & Engineering Co.的E. A. Rohlfing等用激光气化/氦气脉冲膨胀法从石墨 产生碳原子簇。 1《n《30，奇数和偶数的碳原子簇均能形成； n》40时，仅偶数n的Cn原子簇能形成，并且C60 的质谱峰明显高于其它原子簇峰； 1985年，Kroto提出球碳假设，在Nature发表 《C60: Buckminsterfullerene》（1985, 318:162）
不同萃取剂的萃取效果 萃取剂系列 1 萃取次序 产物 苯 1 C60:C70=3:1 和少量质量数 1200 的富勒烯 吡啶 2 C60:C70=2:1 和少量 C100 以下的 富勒烯 1，2，3，5-四甲基苯 3 主要是<C200 的富勒烯，C60 和 C70 含量<1% 萃取剂系列 2 萃取次序 乙烷 1 主要是 C60 和 C70，少量 C76 和 C78 庚烷 2 C60:C70:C78:C84=2:1.4:0.5:1 收率 26% 4% 14%
第二章 富勒烯
1、概述 * 簇化学（Cluster Chemistry）研究领域的蓬勃发 展带动了碳簇化学的深入研究和重大突破。 * 1985年， Kroto等采用质谱仪研究激光蒸发石墨电 极粉末，发现在不同数量碳原子形成的碳簇结构中 包含六十个和七十个碳原子的团簇具有更高的稳定 性，于是提出由六十个碳原子构成的稳定结构：由 12个五元环和20个六元环组成的类似足球的空心球 状结构（如下图），由于它是由60个碳原子组成 的，所以称它为C60，同时将具有相似结构的这一 类物质（如C36、C70，C180等）命名为富勒烯。
2）C60分子的结构鉴定及特征 MS、C13-NMR、FT-IR、UV、STM、AFM、HREM、 ED、PD和XRD。 C60晶体结构可以是六方密堆积也可以是立方密 堆积，但立方更稳定，能量差为3.7KJ/mol，晶 胞参数： 立方堆积：a=1.420nm 六方堆积：a=1.002nm,c=1.639nm 六边形共边的键长0.1388nm,六边形与五边形共 边的键长0.1432nm，球心到每个碳原子的平均距 离0.35nm，碳原子围成平均直径为0.7 nm的球形 骨架，有一直径约为0.36nm的空腔。
3）光学性质 C60和C70的甲苯溶液在低光强下遵守朗伯— 比尔定律，透射比不随光强度增加而变化， 但当光强超过100mJ/cm2时，透射比显著下 降，并保持在65mJ/cm2。 4）化学性质 A、C60和金属的反应 * 金属包含于C60笼内部（La@C60,已发现一 系列不同碳数的富勒烯可形成金属内包合 物，如k,Na,Cs,La,Ca,Ba,Sr,U,Y,Ce等）； * 另一种为位于C60球外表（V, Fe, Co, Ni, Cu,Rh,La等）
C60 衍生物的临界超导温度 Tc 及电导率σ C60 衍生物 K3C60 Rb3C60 Cs3C60 Cs2RbC60 RbTl2C60 Rb2.7Tl2.2C60 Tc(K) 18-19 28-30 30 33 48 45 C60 衍生物 C60 Li/C60 Na/C60 K/C60 Rb/C60 Cs/C60 σ(s/cm) 10-5 10 20 500 100 4
3、富勒烯分子的结构特征
* C60结构最早于1970年由日本学者E. Osawa提出； * 1985—1990年，从C60分子假设到常量制备；
1）富勒烯分子构造原则
a.球面由五元环和六元环构成； b.闭壳层电子结构原则； c.芳香性原则； d.表面张力对称分布原则； e.五元环尽可能不相邻原则； f.欧拉网闭合条件原则，即最少含有12个五元环， 六元环数目不受限制。
1990年,W Kratschmer等采用石墨棒电极在直流电作 用下发生电弧放电的方法，得到了大量灰状产物， 其中包含了大量的C60，通过苯处理灰状产物得到大 量高纯的C60，从而进一步推动了富勒烯研究的深入 开展。 HW Kroto, RE Smalley,RF Curl因在这一领域的突 出贡献而荣获了1996年的诺贝尔化学奖。 1865年，凯库勒发现苯的环状结构，奠定了芳香类 化学基础 1874年，范霍夫发现碳的四面体结构，奠定了立体 化学基础； C60的三维笼形结构的发现必将奠定富勒烯化学基 础，同时为炭科学、材料科学、物理学、晶体学及 其他相关学科的发展开辟了一个新的领域。
B、和自由基的反应 C60有很强的和自由基反应的能力，可和115个的苄基、1-34个的甲基反应生成自 由基和非自由基的加合物，享有“自由基 海绵”的美称。 C、亲核加成反应 容易与胺类、膦化物、磷酸盐等进行亲核 加成反应。 C60 + 10t-BuMgBr + 10CH3I C60(t-Bu)10Me10
G、热稳定性 1℃/min. 最大失重速率对应的温度： C60 444℃ Soot 565℃ 金刚石 629℃ 石墨 644℃ 20℃/min. C60 600 ℃
7、形成机理 石墨蒸发产生大量碎片，这些碎片上含 有许多悬键，其存在使之具有很强的化 学反应活性。达到可能最低能量的趋势 将诱导层片弯曲并消除悬键。其一可能 就是在层片石墨的六元环一边插入五元 环键合成C-C键并发生弯曲。随着这情况 的不断进行，当所有悬键都消除时，就 可能形成中空的球形分子。 C60球形结构形成的推动力来源于悬键的 消除。
4、富勒烯的合成 * 石墨蒸发法：激光法 电弧法 太阳能聚焦加热法 电阻加热法 * 苯燃烧法 * 有机合成法 合成富勒烯的原料：石墨、苯、中间相、 煤、焦炭、乙炔等
5、富勒烯的分离和提纯
分离：萃取法和升华法 * 用苯或甲苯放到索式抽提器中提取，随C60和C70 含量的增加抽提液的颜色由酒红色变为红棕色，溶 液蒸干后得到黑色粉末。
9、C60研究的意义
碳蒸气的组成； 碳的成核机理； 炭黑的形成及燃烧； 星际和星球周围微粒的结构； 对炭材料的新认识，开发新的炭材料； 新的金属—碳络合物和层间化合物； 高温超导、聚合物、涂料、药物设计、新材料等 发挥重要作用； 富勒烯化学、物理学、材料学等。。。。
项目名称：C60的化学和物理若干基本问题 研究 主要完成人：朱道本、李玉良、严继民、 赵忠贤、徐 愉
D、亲电加成反应 比亲核加成难，可和气态卤素X2反应生成 C60Xn。 E、配位化学 在含对-异丁基吡啶的C60甲苯溶液中加入 OsO4进行反应，可得到C60(OsO4)(4-tBuPy)2晶体络合物。可作为均相催化剂载 体。 F、氧化还原反应 C60、C70 C60O、C70O C60 C60H36、C60H18
21% 8%
* 将碳烟在真空中加热到400℃，富勒烯类化合物 将逐渐升华析出，含量约为5% —10%。 提纯： C60/C70=3:1，重结晶后比例提高到85/15 ,需进一 步分离纯制。 液相色谱法：普通柱色谱，Al2O3作固定相 HPLC，硅胶或极性硅胶作固定相 活性炭作固定相 化学反应法：利用不同富勒烯与路易斯酸形成络合 物的差异提出化学络合分离提纯法。
主要贡献：C60的化学和物理基本问题国际上最关 注的交叉科学研究领域。C60具有完美的对称 性，反映在其电子能级上具有很高的简并度，这 种高度的结构对称性与分子轨道简并度结合起 来，使得C60分子具有难得的氧化还原性。围绕 着C60分子的电子结构及凝聚态结构和性质与性 能的关系，有选择地在可能获得创新性成果的领 域开展了研究。提出一些新概念、新方法，形成 了自己的研究特色，获得多项在国际上有影响的 研究成果。
8、应用前景
用途 高温有机超导 体和半导体 有机铁磁体 润滑剂 备注 搀杂金属的 C0 衍生物,如 K3C60 等
如部分还原产物 C60(TDAE)0.86 C60 可看作分子轴承，其晶体具有良好的润滑性，C60F60 可作为高温润滑 剂 医 学 应 用 ( 药 物 1）疾病诊断；2）药物合成，如抗 AIDs 药物；3）生产缓释药物。 设计) 催化剂 加氢脱氢反应催化剂；内含金属或配合物催化剂等 化学原料 球表面功能化反应，制取各种化合物。 各种材料 建筑材料，复合材料，涂料等。 充电电池 吸附剂 添加剂 限光器 非线性光学的应用 电子器件 金属碳笼化合物可用于电子数据存储。 保护空气敏感 置于富勒烯笼内 制造金刚石 C60 在高压下可转化为金刚石