富勒烯材料

C60富勒烯薄膜的制备
大体上分为两类：物理沉积法和化学沉积法 1、物理沉积法 • 溶剂挥发成膜：将少量的C60的苯溶液加到固体基质表面，让溶剂挥发形成
C60膜。 • 真空沉积法：在高真空下，将C60加热升华，将其沉积到固化基质上形成
C60膜。 • LB复合膜法：将C60的二硫化碳溶液加到Lauda Model P膜天平的空气-水
C60 具体到C60来说，它由20个六角形和12个五角形构成，
每个五边形由5个六角形包围，五角形上的碳原子构成了C60富勒 烯上突起的顶点，形成完整的碳富勒烯，五边形的边长为
0.146nm，六边形的边长为0.14nm。富勒烯分子中的相邻碳
原子之间以近似的sp2 杂化共价键的方式连接，整个分子中的碳
碳富勒烯的性质
• 物理性质 包括一般性质、溶解性、波谱性质、磁性、光学性质、力学 性质、摩擦特性、电极化特性、电子运输和导电特性等。
• 化学性质 包括C60和金属的反应、自由基反应、亲核与亲电加成反应、 富勒烯配位化学、氧化还原反应、热氧化稳定性等。
2015年，牛津一家创业公司以每克 10.8亿元人民币的价格卖出内嵌富勒 烯，成为全世界第二贵物质，仅次于 暗物质
• 电子显微镜技术 其测试方法的核心在于制出电镜适合的样品，首先在 样品承载网铜网上黏附一层连续的很薄的支持膜，把待测的纳米粉末均 匀地分散到支持膜上，再把纳米粉末制成分散性很好的悬浮液，滴在支 持膜上，待静止干燥后即可供观察。
• STM探针技术 扫描隧道显微镜（STM）是利用了隧道效应电流对隧道 距离的极端敏感性。可以把STM的工作过程总结为：利用探针针尖扫描 样品，通过隧道电流的变化获取信息，经计算机处理得到图像。
原子又同时参与到共价π键的结合中。
C60
球棍模型
比例模型
C60碳富勒烯的表征
• 质谱检测技术 最早被用来佐证C60存在的，同时也是最为经典和成熟的 碳富勒烯表征方法之一。
• 吸收谱线技术 采用电弧放电方法制备的黑色粉末的吸收光谱表明，C60 以宏观量存在。进行光谱分析时，将纯净的样品置于透明的基底上，涂 层可以是均匀的薄膜，也可以是烟雾状态（亚微观，C60颗粒的微晶）， 这取决于蒸发器中氦气的压力，颗粒的尺寸随压力增大而增大。
碳富勒烯及其衍生物的应用
应用十分广泛，还涉及电子学领域、生物医药学领域、诊断学、大 气与水处理领域、激光科学等多种领域。
目前，科学工作者对C60及富勒烯的结构、性能及潜在用途仍在进行 深入的探究，相信在不久的将来，碳富勒烯会在更多科技领域得到 很好的应用。
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界面上，让CS2挥发形成LB膜。 2、化学沉积法
把C60自组装到基体表面有两种途径：一是先将具有特殊功能的基团修饰 后再在基团表面自组装；二是先将基体表面用具有特殊功能的基团修饰后， 再在溶液中于C60发生反应，从而形成C60衍生膜。
碳富勒烯及其衍生物的应用
1、在我们日常生活中的 例如在化妆品中会出现，因为它有抗自由基、 抗氧化、淡斑美白、抑制发炎四大作用。C60是一种很强的抗氧化物质，其抗 氧化能力是维生素C的125倍，除了抗氧化之外，它还有清除自由基、活化皮 肤细胞等作用。
新型碳纳米材料 n ——碳富勒烯
富勒烯中最早发现并具有代表性的是C60，它是由60个碳原子以 五边形或六边形交替结合成球的形式形成的，其他比较稳定存在 的碳纳米团簇形式还有C70、C82等。 碳富勒烯是1985年才开始被人们所认识，到现在，人们实验所 观测到的碳富勒烯已有20多种。下图为几种典型的碳富勒烯原 子结构，可以看出富勒烯为0维体系。
Product A
Product B Product C
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碳富勒烯及其衍生物的Βιβλιοθήκη Baidu用
2、在新能源方面的应用 在有机太阳能电池中引入富勒烯；作为高能材 料，为未来的火炸药、火箭推进剂开辟一个新的领域等。
碳富勒烯及其衍生物的应用
3、在工业上的应用 C60在较高速度范围内具有一定的极压与润滑作用，经过适宜 的改性处理可成为优良的润滑油添加剂；富勒烯具有很强的打开强键并参与氢转移 反应的能力，所以用在很多催化剂领域。
x=12
x+y=(n/2)+2 其中，x是分子中五边形的个数，y是六边形的个数。所有的富勒烯碳原子团簇 幻数分子都可用此方法计算出结构的上述参数，推知其几何形状。
碳富勒烯的结构
2、C60富勒烯晶体的结构 C60晶体为面心立方结构，晶体常数为1.42nm。C60之间主要是范德华力结合 ，晶体不完整性明显。存在层错和因C60的非球对称而引起的取向无序。相邻 C60的中心距为0.98nm。
• 除了这些，还有X射线衍射技术、拉曼光谱技术、核磁共振技术、红外光 谱技术、紫外-可见吸收光谱技术。
碳富勒烯的结构
1、富勒烯Cn结构的欧拉定律 实验表明，原子集团中的原子数目不是随意的，，只有包含一定数目原子
的团簇保持稳定，这一定数目的原子称为“幻数”。当团簇中的原子数目等于幻 数是较为稳定。经过一系列的实验研究和各个科学家的验证得出富勒烯Cn结构 的表达式
C60富勒烯晶体的制备
１、气相法 基本原理是在较高温度下使C60升华，较低温度时会凝聚结晶。 气相法生长单晶的关键是精确控制冷热区的温度、温度梯度及降温速率，并 且事先需预加热（250℃∽300℃)，抽真空数小时，以除去吸附在粉末样品中 的溶剂及氮、氧等物质。 ２、溶液法 基本原理是先制得饱和溶液，然后挥发溶剂或降温而析出晶 体。