富勒烯的性质。性能以及研究现状

合集下载

富勒烯提取

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。

富勒烯的结构式

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。

关于富勒烯的介绍与研究进展

关于富勒烯的介绍与研究进展

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”
高分子合成新技术
4.富勒烯的高分子化
C60 1.高分子链上悬挂C60(On-chain型);


的 2.C60结合进高分子链中( In-chain型);


光电成像 富勒烯太阳能电池 非线性光学薄膜 光学器件 电致发光电池 光限制器
润滑剂 化妆品 电荷转移复合物 表面涂层 催化剂
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。
反应装置示意图
高分子合成新技术
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
富勒烯 高分子化
的方法
可将二者的优点 真正的结合起来
含活性端基的高分子 前体与富勒烯反应
富勒烯表面的双键 缺电子,可作为阴离子、
自由基等活性中心的 淬灭剂
利用高分子侧基反应 将富勒烯引入高分子
通过1,3偶极加成反应合成中间体N-取代3,4-富勒烯吡咯烷,将此作为 引发剂,在催化剂作用下,引发己内酯开环聚合没生成富勒烯末端封端的 聚己内酯
高分子合成新技术
5.富勒烯高分子衍生物的应用
C60球体分子内外表面有60个π电子, 组成三维π电子共轭体系,具有很强的还 原性、电子亲和力以及三阶非线性光学 性质。倘若能将C60及其衍生物表现出来 的特殊光、电、磁性质与高分子的优异 性能结合起来,对于开发新型富勒烯功 能材料,开拓富勒烯的应用价值将起到 重大作用。

富勒烯在光电子学中的应用

富勒烯在光电子学中的应用

富勒烯在光电子学中的应用富勒烯是一种由碳原子组成的球形分子,其结构类似于足球,因此也常被称为“碳纳米管足球”。

富勒烯在化学、物理等领域有广泛的应用,尤其在光电子学中具有很大的潜力。

一、富勒烯的光电性质富勒烯具有良好的光电性质,它可以吸收紫外光和可见光,产生强烈的电子激发。

这个电子激发过程可以被用来制造太阳能电池,这种电池可以将日光转换为电能。

此外,富勒烯还可以在电场的作用下发生坚挺效应。

这意味着它可以在电流通过它的时候,在其表面产生一定的电压,产生的电流可以用来制造各种器件。

二、富勒烯的光电子学应用1. 富勒烯的光电导性能富勒烯的导电性能比较好,具体来说,它可以通过光子激发来增强光电导率。

这一特性在光电子学领域有很大应用,可以用来制造太阳能电池、发光二极管等器件。

2. 富勒烯的光学性质富勒烯的光学性质十分独特,可以使其被用来制造一些特殊的器件。

例如,近年来,人们利用富勒烯在紫外光区域的吸收带来的独特光学效应,研制出了高效的深紫外光源、紫外光检测器等。

另外,由于富勒烯的吸收谱位于紫外光和可见光之间,因此利用富勒烯可以制备出用于太阳能电池的相对宽谱的正常阳光滤波器。

3. 富勒烯的能带特性富勒烯的能带特性与其他材料相比也有所不同。

研究发现,碳纳米管和其他一些纳米材料的电子结构与富勒烯的类似。

这种相似性使得富勒烯可以作为其他纳米材料的代表,被应用于光电子学领域的相应器件的制造中。

4. 富勒烯的传输性能富勒烯是一种高度分子化合物,分子之间的相互作用特别复杂。

这种相互作用会影响到富勒烯的电子传输性能,使其在器件制造中具有良好的应用潜力。

例如,人们发现,富勒烯可以作为有机场效应晶体管的典型材料,其能带和分子结构的特性,使其具有很好的传输性能。

三、结论综上所述,富勒烯在光电子学领域中的应用具有广泛的前景。

该材料具有良好的光电性质,可以在电子激发的作用下产生光电导性能,这些特性可以被用来制造各种高科技器件。

与此同时,富勒烯还可以用于制造太阳能电池、发光二极管等器件,同时其光学、能带和传输特性等方面的独特性,为其开发更多的应用场景提供了充足的可能性。

富勒烯的研究应用与进展

富勒烯的研究应用与进展

富勒烯(C60)研究与应用现状化工与材料学院富勒烯(C60)研究与应用现状(辽宁省大连市甘井子区轻工苑1号大连工业大学化工与材料学院116034)摘要:富勒烯发现至今只有短短20年时间,由于其独特的结构和物理、化学性质,吸引了众多科学家的目光,因此在这20 年中,使得C60化学得到了很大的发展.文章综述了富勒烯的几种合成方法,并阐述了目前常用的应用现状,最后对其未来的发展作了展望。

关键词富勒烯;合成方法;应用引言富勒烯的发现始于1985 年Kroto 等【1】在高真空环境下激光溅射石墨的研究。

利用这种方法只能产生数以千计的富勒烯分子,根本无法进行富勒烯详细的性质表征研究, 当然更谈不上应用。

1990年,Krastchmer 等【2】发明了低压氦气环境下石墨电极电弧放电法合成富勒烯,能够得到克量级的C60 产物。

由于富勒烯特殊的结构和性能,在材料、化学、超导与半导体物理、生物等学科和激光防护、催化剂、燃料、润滑剂、合成、化妆品、量子计算机等工程领域具有重要的研究价值和应用前景。

1991 年富勒烯被美国《科学》杂志评为年度分子,富勒烯被列为21 世纪的新材料。

此后,科学家经过不断的探索和研究,发明了更多生产富勒烯的方法,例如连续石墨电极放电法、激光配合高温石墨棒蒸发法【3】、引入铁磁性金属催化剂法【4、5】、高温等离子体石墨蒸发法【6、7】,苯高温火焰燃烧法【8-10】等。

而且富勒烯在日常生活中的应用越来越广泛, 因而富勒烯产品在未来社会具有很好的发展前景。

2.富勒烯的合成方法2.1水下放电法水下放电法【11】将电弧室中的介质由惰性气体换为去离子水, 采用直流电弧放电, 以碳纯度为99%、直径6mm的碳棒做阳极, 直径为12mm的碳棒做阴极, 放入2. 5L 的去离子水中至其底部3mm的位置, 在电压为16 ~17V、电流为30A的条件下拉直流电弧, 产物可在水表面收集。

水下放电法不需要传统电弧法的抽气泵和高度密封的水冷真空室等系统,免除了复杂昂贵的费用, 可进一步降低反应温度, 能耗更小, 并且产物在水表面收集而不是在整个有较多粉尘的反应室。

具有生物医药应用潜力的富勒烯碳纳米材料的研究

具有生物医药应用潜力的富勒烯碳纳米材料的研究

具有生物医药应用潜力的富勒烯碳纳米材料的研究报告具有生物医药应用潜力的富勒烯碳纳米材料的研究报告一、引言富勒烯是一种由单层碳原子以五元环或六元环形式堆积而成的球形或椭球形分子。

因其独特的结构和物理化学性质,富勒烯在材料科学、电子学、生物医学等领域具有广泛的应用潜力。

近年来,富勒烯碳纳米材料在生物医药领域的应用研究取得了显著进展,本报告将对其研究成果进行综述和展望。

二、富勒烯碳纳米材料的生物医药应用1.药物载体:富勒烯碳纳米材料具有优良的生物相容性和载药能力,可用于药物输送。

通过对药物分子的包覆和保护,富勒烯碳纳米材料能够增加药物的水溶性和稳定性,降低毒副作用,提高药物的疗效和生物利用度。

2.肿瘤治疗:富勒烯碳纳米材料具有显著的光热转化性能,可在近红外光照射下产生热能,诱导肿瘤细胞凋亡。

通过联合光热疗法和化疗药物,富勒烯碳纳米材料可实现肿瘤的靶向治疗,提高治疗效果。

3.基因治疗:富勒烯碳纳米材料可作为基因载体,高效地将目的基因导入细胞内,实现基因的表达和调控。

这为遗传性疾病、肿瘤和其他疾病的基因治疗提供了新的途径。

4.抗菌消炎:富勒烯碳纳米材料具有广谱抗菌和抗炎作用,可有效抑制细菌的生长和炎症反应。

这为感染性疾病的治疗提供了新的解决方案。

三、研究展望随着富勒烯碳纳米材料研究的深入,其在生物医药领域的应用前景广阔。

未来研究方向包括:1.提高富勒烯碳纳米材料的制备效率和产量,降低生产成本,推动其在临床试验和实际应用中的广泛应用。

2.深入研究富勒烯碳纳米材料的生物相容性和安全性,评估长期使用的潜在风险和副作用,确保其在临床应用中的安全性。

3.开发新型的富勒烯碳纳米药物载体和药物释放系统,实现药物的精准输送和控释,提高治疗效果和降低毒副作用。

4.拓展富勒烯碳纳米材料在其他领域的应用,如神经保护、组织工程和再生医学等,为生物医药领域提供更多创新的治疗方案。

5.加强富勒烯碳纳米材料的法规监管和研究伦理建设,确保研究工作的规范性和可持续性。

富勒烯的性质及应用

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。

2024年富勒烯市场前景分析

2024年富勒烯市场前景分析

2024年富勒烯市场前景分析简介富勒烯是由碳原子构成的球形分子,具有强大的化学和物理特性。

自从1996年发现以来,富勒烯已经在许多领域展现了巨大的潜力。

本文将对富勒烯市场的前景进行分析,探讨其在未来的发展趋势和应用潜力。

市场现状目前,富勒烯已经被广泛应用于许多领域,包括电子、材料、能源和医药等。

在电子领域,富勒烯可以作为光电器件的材料,用于太阳能电池和光电二极管等。

在材料领域,富勒烯可以增强材料的硬度和导电性,被用于制造高性能的塑料、涂层和纤维。

在能源领域,富勒烯可以作为储能材料,用于制造高性能的电池和超级电容器。

在医药领域,富勒烯可以用作药物载体和抗氧化剂,具有很高的治疗潜力。

发展趋势1. 技术突破富勒烯的合成和应用技术正在不断突破,为其在各个领域的应用提供了更多可能性。

研究人员不断改进富勒烯的制备方法,提高其纯度和稳定性。

同时,新的合成方法和表征技术的出现,使得富勒烯的制备更加高效和可控。

这些技术突破将进一步推动富勒烯市场的发展。

2. 应用拓展随着对富勒烯的研究不断深入,其应用范围将继续扩大。

除了目前已经商业化的领域,富勒烯还有很多新的应用潜力等待开发。

例如,在生物医药领域,富勒烯可用于癌症治疗、药物传递和生物成像等方面。

在环境领域,富勒烯可以用于污水处理和空气净化等。

这些新的应用将进一步推动富勒烯市场的增长。

3. 市场推动因素富勒烯市场的发展受到多个因素的推动。

首先,能源和环境问题的日益突出,促使人们对新型材料的需求增加。

富勒烯作为一种具有独特性能的材料,将在能源和环境领域发挥重要作用。

其次,医药领域对于新型药物和治疗方法的需求不断增加,富勒烯作为一种具有广泛应用潜力的材料,将在医药领域得到更多探索和应用。

此外,政府对于科技创新的支持和鼓励,也将促进富勒烯市场的发展。

风险挑战1. 市场竞争随着富勒烯市场的不断扩大,竞争也将越来越激烈。

目前,全球范围内已经有许多公司和研究机构参与到富勒烯的研发和应用中来。

富勒烯及其衍生物的发展及研究

富勒烯及其衍生物的发展及研究

富勒烯及其衍生物的发展及研究——文献综述摘要:富勒烯是无机化学研究中十分重要的一个领域。

近年来,对富勒烯的结构、衍生物、在各方面的应用等都有了新的突破,而本文则是以文献综述的形式,通过阅读文献对近五年来有关富勒烯及其衍生物的发展及研究进行总结描述。

关键词:富勒烯物理性质化学性质应用前言:1985年,人类在相继发现了石墨、金刚石之后,Kroto等发现了富勒烯,即C60,更以其独特的物理、化学性质引起了科学界普遍的关注。

C60是含有众多双键具有独特笼型结构的三维芳香化合物.它的60个位于顶点上的碳原子组成了球形32面体,其中有12个面是五边形,20个面是六边形[1].这种结构类似于日常生活中所见到的足球,因此也被称作“足球烯”。

这种特殊的结构使它具有特殊的超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等优异的性质.在超导材料、光电导材料、化妆品、纳米粒子材料、生物医学等领域应用前景广阔。

内嵌式富勒烯的研究更是近来有关富勒烯研究的热门课题。

1.富勒烯的性质1.1物理性质C60是非极性分子,外观呈深黄固体,随厚度不同颜色可呈棕色到黑色.密度为1.678g/cm,不导电,但具有良好的非线性光学性质、光电导性,是很好的光电导材料,熔点>553K,易升华,易溶于含有大∏键的芳香性溶剂中,磁流中性,但是其五元环有很强的顺磁性,而六元环具有较为缓和的介磁性;分子中的60个碳原子是完全等价的.由于球面的弯曲效应、五元环的存在,使得碳原子的杂化方式介于sp2和sp3杂化之间,从立体构型来看,C60具有点群对称性,分子价电子数高达240个。

[2]1.2化学性质1.2.1亲核反应—与金属的反应C60与金属的反应主要分为两类一种是金属被置于C60碳笼的内部; 另一种是金属位于C60碳笼的外部。

(1)C60碳笼内配合物生成反应: C60碳笼为封闭的中空的多面体结构, 其内腔直径为7. 1 A,内部可嵌入原子、离子或小分子形成新的团簇分子 , C60+ A C60 ( A)。

富勒烯化学及其应用研究

富勒烯化学及其应用研究

富勒烯化学及其应用研究富勒烯是一种由碳原子组成的分子结构,具有特殊的球状形态。

它的发现不仅在化学领域引起了巨大的轰动,也在材料科学、医学和能源学等领域展现出了巨大的潜力。

富勒烯化学及其应用研究成为了目前热门的研究领域之一。

富勒烯最早由理论化学家理查德·斯莱尔提出,但直到1985年,科学家们才成功地合成出了第一个富勒烯分子。

这个突破性的发现为富勒烯化学的研究奠定了基础。

富勒烯的结构稳定,具有很高的电子亲和力和离域性,使得它在化学反应和材料制备方面有着广泛的应用潜力。

一方面,富勒烯化学为我们提供了一种全新的材料制备方法。

由于富勒烯的结构独特,它可以被改变和调控,使其具有不同的性质和应用。

通过在富勒烯分子结构中引入不同的官能团或掺杂物,可以得到具有特定性质的富勒烯衍生物。

这些衍生物在纳米材料、光电材料、催化剂和药物等领域都有着广泛的应用。

另一方面,富勒烯化学还为我们提供了一种全新的理论框架和研究方法。

富勒烯的电子结构与传统的有机分子有着很大的不同,电子的共享性较低,具有较高的电子亲和力。

这些特性使得富勒烯衍生物成为了研究电子传输、能量转换和光电效应等现象的理想模型。

通过研究富勒烯和其衍生物的电子结构、能级分布和电子传输规律,可以为材料科学和能源学提供新的理论基础和设计思路。

除了在材料科学领域的应用,富勒烯在医学领域也展现出了巨大的潜力。

研究人员发现,富勒烯具有较低的毒性和良好的生物相容性,可以在药物传输、疾病诊断和治疗等方面发挥重要作用。

通过将药物包裹在富勒烯衍生物中,可以提高药物的稳定性和靶向性,减少副作用并增强疗效。

此外,富勒烯在抗氧化、抗炎和抗肿瘤方面的作用机制也引起了研究人员的兴趣。

富勒烯化学及其应用研究不仅对学术界具有重要意义,也对工业界和经济发展有着重要的影响。

随着对新材料、新能源和新医药的需求不断增加,富勒烯化学为解决这些问题提供了新的思路和研究方向。

研究人员在富勒烯衍生物的合成方法、结构设计和性能调控等方面取得了重要的突破,为相关领域的发展提供了关键支持。

富勒烯的物理化学性质

富勒烯的物理化学性质

富勒烯的物理化学性质
富勒烯(Fullerene)是一种三维结构的碳元素形成的纳米结构,它有着非常独特而完美的结构和性质。

1996年,在研究富勒烯的物理化学性质的基础上,理查德·拉宾和格伦·布林被授予诺贝尔物理学奖,他们的研究奠定了对对原子纳米电子结构的进一步研究。

当前,富勒烯已成为一项重要的研究领域,在物理化学性质方面有着广泛的应用前景。

它有着出色的自旋电子性质,它可以轻松地进入有机分子结构中,形成稠密的双重氢键键合。

对于有机分子的光学和电化学性质的特殊改变,这种富勒烯型对有机分子的影响是无与伦比的。

此外,富勒烯可以作为光子探针,具有良好的平衡性和调控性,可以直接和细胞的金属离子结合调控细胞的信号传递,为细胞生物学研究提供了新思路。

同时,应用于抗癌药物载体,在物理耐药性和安全性方面,富勒烯也非常具有优势,是近年来新型药物载体材料研究的焦点。

最重要的是,富勒烯有着良好的机械性质,根据“ Carbon Nanotube and Diamond”的论文,研究发现了基于富勒烯的高强度和高弹性材料,可以直接应用于航空航天和医学生物学等,提升材料的结构特性,耐磨性,强度,抗紫外线和耐热性能等,从而更好地把握材料的多方面性能。

总之,富勒烯具有独具特色的物理化学性质,可以完美地应用于有机分子的光学和电化学性质,电子和生物医学实验,以及传感器、抗癌药物载体等,未来,在富勒烯研究的步伐加快的情况下,它的应用前景更为广阔。

2023年富勒烯行业市场前景分析

2023年富勒烯行业市场前景分析

2023年富勒烯行业市场前景分析富勒烯是碳的一种新的同素异形体,其分子结构为球形或管状。

自1990年发现以来,由于它具有独特的物理和化学性质,已成为一种重要的材料和领域。

富勒烯被广泛应用于医学、电子、光电子、材料、能源等领域。

本文将对富勒烯行业市场前景进行分析。

一、产业概况目前富勒烯行业发展较为成熟,主要生产国家包括美国、日本、俄罗斯、欧洲等,其中以美国和日本为主导。

中国富勒烯产业自2001年开始发展,经过多年的发展,目前中国已形成了较为完整的富勒烯产业链,从原材料采购、加工生产到应用开发,已具备一定的实力。

二、市场应用1.医学领域富勒烯具有杀菌、抗氧化、抗肿瘤等多种生物学活性,因此在医学领域展现出广泛的应用前景。

已有研究表明,富勒烯可以用于癌症治疗、药物传递、基因治疗等方面。

2.电子领域富勒烯具有优异的电学性能,可以用于生产高效电池、超级电容器、显示器等电子产品。

目前富勒烯的应用已经拓展到太阳能电池、二极管、场效应晶体管等领域。

3.材料领域富勒烯具有优异的力学性能和化学性质,可用于生产高性能纤维、复合材料、防弹材料等。

此外,富勒烯还可以应用于增强塑料、涂料、润滑油等产品中。

4.能源领域富勒烯可以作为高效催化剂和储能材料,用于生产燃料电池、太阳能电池等能源产品。

此外,富勒烯还可以作为传统能源产品的添加剂,提高燃烧效率、降低排放。

三、市场规模目前,富勒烯市场规模正逐年扩大。

预计到2024年,全球富勒烯市场规模将达到5.7亿美元。

医学领域是富勒烯市场的主导领域,占据市场份额的42%。

接下来是材料领域,占据市场份额的24%。

其次是电子领域和能源领域,分别占据市场份额的18%和16%左右。

四、市场发展趋势1.技术改进富勒烯领域的研究技术仍在不断创新和改进。

研究人员不断探索新的合成和应用方法,并提高富勒烯材料的纯度和稳定性。

2.产业升级随着富勒烯市场需求的不断增加,产业链各环节的协同作用将更加紧密,产业升级也将得到进一步推进。

2024年富勒烯市场发展现状

2024年富勒烯市场发展现状

2024年富勒烯市场发展现状引言富勒烯是一种具有特殊结构的碳分子,具有许多独特的性质,因此在材料科学、化学、医药等领域有着广泛的应用前景。

近年来,富勒烯市场发展迅速,各国纷纷加大对富勒烯的研究与应用。

本文将对2024年富勒烯市场发展现状进行综述。

1. 富勒烯市场规模富勒烯市场规模是衡量富勒烯市场发展的重要指标。

根据市场研究机构的数据显示,全球富勒烯市场规模在过去几年呈现逐步扩大的趋势。

2019年,全球富勒烯市场规模达到XX亿美元,预计到2025年将达到XX亿美元。

2. 富勒烯的主要应用领域2.1 材料科学领域富勒烯在材料科学领域有着广泛的应用。

其特殊的结构和性质使其成为材料领域的研究热点。

富勒烯可以用于制备高强度、高导电性和高热稳定性的材料,广泛应用于电子器件、光电材料等领域。

2.2 化学领域富勒烯在化学领域也有着重要的应用。

它可以用作催化剂、添加剂等,具有催化剂活性高、稳定性好的优点,广泛用于有机合成、化学催化等领域。

2.3 医药领域富勒烯在医药领域的应用也备受关注。

研究表明,富勒烯具有良好的生物相容性和药物传递性能,可用于药物载体、抗氧化剂等。

此外,富勒烯还被研究用于癌症治疗、抗病毒等方面的应用。

3. 富勒烯市场发展趋势3.1 技术研发创新未来,富勒烯市场将更加关注技术研发创新。

通过提高富勒烯的合成技术、功能改性等,增强其性能和应用领域,推动富勒烯市场的发展。

3.2 国际市场竞争加剧随着各国对富勒烯的重视程度提高,国际市场竞争将越来越激烈。

富勒烯产业链各环节的加强合作和技术创新,将是提高竞争力的关键。

3.3 法规政策的调整法规政策对于富勒烯市场的发展起着重要的推动作用。

随着人们对环保和安全的关注度增加,各国加强对富勒烯相关法规的制定和调整,将对富勒烯市场产生重要影响。

结论富勒烯市场发展前景广阔,其在材料科学、化学、医药等领域的独特应用使其成为研究热点。

随着技术研发创新、国际市场竞争的加剧和法规政策的调整,富勒烯市场将迎来更好的发展机遇。

富勒烯的性质。性能以及研究现状

富勒烯的性质。性能以及研究现状

富勒烯的性质,性能以及研究现状2009210309 化院0906 陈青英摘要:本文总结了近十几年的文献资料, 对[60 ]富勒烯的化学修饰及其功能材料性能研究进行综述.关键词:富勒烯, 化学修饰, 功能材料, 性能Abstract:Three kinds of [60 ]fullerene-coumarin compounds were synthesized by esterification with the coumarin derivatives and characterized by 1H NMR,13 C NMR,FT-IR and MS. Their fluorescence intensity drastically reduced owing to the competition of excitation light and the fluorescence re-absorption of the coumarin to fullerene Retro-cycloaddition reaction is one of the most important reactions of fullerene derivatives.Many kinds of organofullerenes are not stable under reductive,oxidative or thermalconditions,where the functional addends are removed from the fullerene sphere and lead to the formation of pristine fullerenes.Such addition-retro-addition reaction has shown promising application in theprotection/deprotection strategy for the purification and functionalization of fullerenes..Keywords:Fullerene,Coumarin,Fluorescence,fullerene derivatives; retro-cycloaddition reactions; C-H-X hydrogen bonding石墨和金刚石是大家所熟悉的.碳元素的两种同素异形体。

science 富勒烯 催化‘

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。

富勒烯和碳纳米管的物理性质与应用

富勒烯和碳纳米管的物理性质与应用

富勒烯和碳纳米管的物理性质与应用富勒烯和碳纳米管是研究领域中备受关注的纳米材料,它们具有独特的物理性质和广泛的应用潜力。

本文将从物理性质和应用两个方面来介绍富勒烯和碳纳米管。

首先,我们先来了解一下富勒烯的物理性质。

富勒烯是由碳原子构成的空间曲面结构,最常见的是C60富勒烯,也就是由60个碳原子组成的球形结构。

富勒烯具有特殊的分子排列,使得其具有一系列独特的电子性质。

富勒烯具有良好的导电性和导热性能,可以作为高性能的电子材料和导热材料。

此外,富勒烯还具有高度的化学稳定性和较低的毒性,可以广泛应用于医学、材料科学和能源领域。

碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米材料,形状类似于管状结构。

碳纳米管可以分为单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)两种类型。

单壁碳纳米管由单层碳原子构成,具有较小的直径和较高的长度,因此具有较好的柔性和强度。

多壁碳纳米管由多个分层的碳原子构成,具有较大的直径和较低的长度,因此具有较好的导电性和强度。

碳纳米管具有优异的机械强度、热导性能和电导性能,是制备高性能材料和器件的理想载体材料。

接下来,我们来讨论一下富勒烯和碳纳米管的应用。

首先,富勒烯在医学领域有着广泛的应用前景。

富勒烯具有良好的溶解性,可以用于制备药物的载体,并提高药物的溶解度和稳定性。

此外,富勒烯还具有良好的抗氧化性能,可以用于抗衰老和抗肿瘤等方面的研究。

富勒烯还可以用于制备高效的太阳能电池、光电传感器和光催化剂等光电器件。

碳纳米管在材料科学和能源领域也有着广泛的应用。

碳纳米管具有良好的导电性能和导热性能,可以用于制备高性能的电子器件和导热材料。

碳纳米管还具有很高的比表面积和催化活性,可以用于制备高效的催化剂和电化学电极材料。

此外,碳纳米管还具有优异的力学性能,可以用于制备高强度的复合材料和纳米传感器等。

总结起来,富勒烯和碳纳米管是具有独特物理性质和广泛应用潜力的纳米材料。

富勒烯具有良好的导电性、导热性和化学稳定性,可以用于医学、材料科学和能源领域。

2023年富勒烯行业市场分析现状

2023年富勒烯行业市场分析现状

2023年富勒烯行业市场分析现状富勒烯是一种碳分子,由60个碳原子构成一个球形结构。

由于其独特的物理和化学性质,富勒烯被广泛应用于领域和行业,如电子材料、催化剂、药物输送、能源储存等。

本文将对富勒烯行业市场分析现状进行详细介绍。

富勒烯行业市场的现状可以归纳为以下几个方面:1. 市场规模不断增长:富勒烯行业市场在过去几年中得到了快速发展。

根据市场研究机构的数据显示,2018年全球富勒烯市场规模达到了约15亿美元,并预计在未来几年内将保持稳定增长。

2. 应用领域广泛:富勒烯凭借其独特的物理和化学性质,在众多领域中得到了广泛应用。

在电子材料领域,富勒烯可用于制造高性能的光电器件和传感器;在能源材料领域,富勒烯可用于制备太阳能电池和储能设备;在医药领域,富勒烯可用于药物输送和肿瘤治疗等。

3. 技术创新不断推动行业发展:富勒烯行业的快速发展得益于技术创新的不断推动。

研究者们通过改变富勒烯的结构和功能,不断创造新材料和新应用,从而推动了行业的发展。

例如,通过对富勒烯的修饰,研究人员开发出了具有特定功能的富勒烯材料,如具有抗氧化和抗炎作用的富勒烯衍生物。

4. 市场竞争激烈:随着富勒烯市场的快速发展,市场竞争也愈发激烈。

国内外许多企业和研究机构都在富勒烯领域进行了大量的研发工作,争取在市场竞争中占据优势地位。

在市场竞争激烈的情况下,企业需要加大技术创新和产品研发的力度,提高产品质量和竞争力。

5. 政策支持推动行业发展:政府的政策支持对于富勒烯行业的发展起到了积极的推动作用。

各国政府都意识到了富勒烯的潜在价值,并出台一系列政策鼓励其研发和应用。

例如,中国政府鼓励富勒烯技术的开发和推广,并为相关企业提供资金支持和税收优惠。

尽管富勒烯行业市场发展迅速,但也面临着一些挑战和问题。

首先,由于富勒烯的生产成本较高,导致富勒烯材料的价格较高,限制了其在一些应用领域的推广和应用。

其次,富勒烯的毒性和环境影响值得关注,需要加强对其安全性的研究和监管。

富勒烯光催化

富勒烯光催化

富勒烯光催化(实用版)目录一、引言二、富勒烯的概念和特性三、富勒烯光催化的原理四、富勒烯光催化的应用五、富勒烯光催化的发展前景六、结论正文【引言】随着环境问题日益严重,光催化技术作为一种利用光能进行环境治理和能源转换的方法,受到越来越多的关注。

富勒烯光催化作为一种新型光催化技术,具有很高的研究价值和应用前景。

本文将对富勒烯光催化的概念、原理、应用和发展前景进行介绍。

【富勒烯的概念和特性】富勒烯(Fullerene)是一种由碳原子组成的球状分子,其结构类似于足球。

富勒烯具有很多独特的性质,如高稳定性、高电子密度、大比表面积等,使其在材料科学、生物医学和环境科学等领域具有广泛的应用潜力。

【富勒烯光催化的原理】富勒烯光催化是指富勒烯在光照条件下,通过吸收光能,产生电子 - 空穴对,进而激发光生电子和空穴的氧化还原能力,实现环境治理和能源转换的过程。

与传统的光催化剂相比,富勒烯光催化剂具有更高的光催化活性,可以有效地提高光催化效率。

【富勒烯光催化的应用】富勒烯光催化技术在环境治理和能源转换领域具有广泛的应用。

例如,在光解水制氢、光降解有机污染物、光催化二氧化碳还原等方面,富勒烯光催化剂表现出较高的活性和稳定性。

此外,富勒烯光催化技术还可以应用于光催化抗菌、光催化降解空气中的有害气体等环境问题。

【富勒烯光催化的发展前景】虽然富勒烯光催化技术在近年来取得了显著的研究进展,但仍存在一些挑战,如提高光催化剂的制备方法、优化光催化反应体系、降低光催化成本等。

随着科学技术的不断发展,相信富勒烯光催化技术将在环境保护和可持续发展领域发挥更大的作用。

【结论】富勒烯光催化技术作为一种新型光催化技术,具有很高的研究价值和应用前景。

富勒烯合成化学研究进展

富勒烯合成化学研究进展

结论
富勒烯合成化学的研究在过去几十年中取得了重大进展,但仍存在许多挑战和 问题需要进一步解决。例如,如何进一步降低富勒烯的制造成本,提高其稳定 性和可控制性等问题。未来的研究方向可以包括进一步探索新的富勒烯合成方 法、优化现有合成路线的选择以及发掘新的应用领域等方面。随着科技的不断 进步和创新,我们有理由相信,未来的富勒烯合成化学研究将为人类带来更多 的惊喜和突破。
参考内容二
富勒烯是一种由碳原子形成的分子,其结构由类似足球的封闭笼状结构组成, 这种结构由于其独特的电子和物理化学性质而备受。近年来,随着实验技术和 计算方法的不断发展,富勒烯新结构的研究也取得了显著的进展。本次演示将 介绍富勒烯新结构的研究目的、方法、结果和结论,以期为相关研究提供参考 和启示。
富勒烯化学修饰
富勒烯是一种由60个碳原子组成的分子,其结构包括五边形和六边形。根据富 勒烯结构的特点,可以通过添加官能团或其他分子进行化学修饰,以改变其性 质和功能。富勒烯的制备方法主要包括电弧放电法、激光蒸发法和化学合成法 等。其中,化学合成法是最常用的制备方法,通过一系列的有机合成反应,可 以获得不同种类的富勒烯及其衍生物。Fra bibliotek参考内容
引言
富勒烯是一种由60个碳原子组成的分子,因其具有独特的电子结构和化学性质, 在材料科学、能源、生物医学等领域具有广泛的应用前景。近年来,随着富勒 烯化学修饰技术的发展,越来越多的研究者将富勒烯应用于生物医学领域,以 期解决一些重要的医学问题。本次演示将重点介绍富勒烯化学修饰在生物医学 应用领域的研究进展。
4、组织工程
组织工程是一种通过人工构建组织或器官替代病变组织的治疗方法。富勒烯具 有良好的生物相容性和机械性能,可以作为组织工程材料的构建基础。通过化 学修饰,可以将富勒烯与其他生物材料结合,形成具有特定结构和功能的组织 工程材料,用于骨损伤、心肌梗死等疾病的治疗。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

富勒烯的性质,性能以及研究现状2009210309 化院0906 陈青英摘要:本文总结了近十几年的文献资料, 对[C60 ]富勒烯的化学修饰及其功能材料性能研究进行综述.关键词:富勒烯, 化学修饰, 功能材料, 性能Abstract:Three kinds of [60 ]fullerene-coumarin compounds were synthesized by esterification with thecoumarin derivatives and characterized by 1H NMR, 13 C NMR, FT-IR and MS. Their fluorescence intensitydrastically reduced owing to the competition of excitation light and the fluorescencere-absorption of the coumarin to fullereneRetro-cycloaddition reaction is one of the most important reactions of fullerene derivatives.Many kinds of organofullerenes are not stable under reductive,oxidative or thermal conditions,where the functional addends are removed from the fullerene sphere and lead to the formation of pristine fullerenes.Such addition-retro-addition reaction has shown promising application in the protection/deprotection strategy for the purification and functionalization of fullerenes..Keywords:Fullerene,Coumarin,Fluorescence,fullerene derivatives; retro-cycloaddition reactions; C-H-X hydrogen bonding石墨和金刚石是大家所熟悉的.碳元素的两种同素异形体。

二十世纪八十年代中期,科学家又发现了碳的第三种同素异形体C60富勒烯。

这是二十世纪九十年代,物理学和化学学科领域中最重要的发现之一,C60化学是目前有机化学领域的前沿,它是是Kro to 等在1985 年发现的碳的第3 种同素异形体, 当时采用激光蒸发石墨法制备, 只能得到微克量级,直到1990 年Krabt schmer2Hu t tman 等采用石墨棒电孤蒸发法获得克量级的C60产品, 从而有力地促进了全碳分子的研究. C60分子是由12 个五边形环与20 个六边形环稠合所构成的笼状32 面体, 其形状很象一个足球, 五边形环为单键(键长约01145 nm ) , 2 个六边形环的公共棱边则为双键(键长约01138 nm ) , 共有12 根双键, 因而C60分子具有缺电子芳香烃的一些性质. 它能发生环加成反应, 亲核、亲电加成, 自由基加成, 包合反应, 聚合反应, 光化学反应, 氧化还原反应等. 迄今对它的研究已涉及无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、材料科学、高分子科学、生命科学等众多学科及应用领域.1富勒烯的化学修饰C60的化学修饰主要集中在它的化学活性、反应和机理研究以及设计、合成功能性化物, 包括C60的二次衍生物上. 根据修饰方法不同, 可分为: 经典有机化学反应, 金属有机化学反应和电化学合成.1.1富勒烯的有机化学反应C60具有典型的缺电子芳香烃的性质, 容易与供电子的亲核基团反应. 多数情况下, 亲核试剂是进攻C60分子的6, 6 环共用边双键, 有时也会发生重排而得到插入5, 6 环共用边键的衍生物. 可通过不同反应, 用各种试剂对C60进行化学修饰, 得到各种类型的C60的有机基团衍生物, 最简单的单加成产物就有开式结构及形成三元环、四元环、五元环、六元环等不同衍生物.C60的氢化: 理论上C60完全氢化可生成C60H60, 但由于C60H60的表面的60 个氢原子之间的强相互作用, 至今未能制备出C60H60. Hanuf ler 等[1a ]用还原方法得到部分氢化的白色固体产物C60H36. 这是迄今为止C60笼上结合氢最多的氢化物; 而对于最简单氢化物C60H2 的制备, 现已有多种方法. 1993 年Sm ith等[1b ]先将重氮甲烷与C60生成吡唑啉衍生物, 再将其热解得到了开环的1, 62C60H2; 如果进行光解, 则得到1, 22C60H2 和1, 62C60H2.用BH3·THF 还原C60, 再用醋酸分解, 或用金属锌2酸还原也可得到C60H2; 用PdöC 催化氢化, 锆氢化反应, Cr (OA c) 2 与连二亚胺等都可制备C60的氢化物.C60的卤化反应[2 ]: 1993 年Kn iaz 系统研究了C60碳笼的氟化, 认为氟化C60的反应, 主要生成C60F36, 全氟化合物C60F60仅占主要产物的十万分之一; 此外, 用六氟铂酸钾与C60反应, 合成了低氟化合物C60F18, 并通过19F NMR 谱表征; 在流动反应器中, 通过加热至625 K, 将F2 与C60反应制得C60F48, 同时还有少量C60F46及痕量的C60F48O 生成; 将Cl2 在250 ℃下通入装有C60的封管中, 反应5 h 后, 可生成C60Cl24; 用液氯与C60作用生成C60Cl12, 氯化产物加热到550 ℃或用三苯基膦处理, 均可以脱去氯而重新得到C60. 室温纯溴与C60反应, 可以得到C60B r2, C60B r4, C60B r6, C60B r8, C60B r24等多种溴化产物, 其中C60B r6, C60B r8, C60B r24的单晶结构已被测定.C60的经典有机化学反应中, 研究最多的是环加成反应, 其中[ 4+ 2 ]环加成反应报道的最多[3a~ 3d ] ,主要有: 与环戊二烯的加成反应, 与茚类的加成反应, 与蒽类的加成反应以及与苯并异呋喃类的加成反应等.对[ 3+ 2 ]环加成反应报道亦不少, 其中以1, 32偶极子形式与C60反应制备五元环最多, 如将氨基酸与醛脱羰后得到的1, 32偶极子与C60进行[ 3+ 2 ]环加成反应, 生成C60的吡咯烷衍生物[4 ]:亚胺类1, 32偶极子也可与C60发生[ 3+ 2 ]环加成反应. 如脯氨酸酯与C60在甲苯中回流反应[5 ]:Rh (Ê ) 对重氮类化合物的催化反应制得相应羰基叶立德, 再与C60发生[ 3+ 2 ]环加成反应, 如Rh (Ê ) 催化12重氮252苯基22, 52戊二酮, 得到羰基叶立德与C60发生环加成反应[6 ].C60还可进行[ 2+ 1 ][7a ] , [ 2+ 2 ]等[7b ]环加成反应, 但相对比较少.C60易与亲核的自由基反应, 但生成物相对复杂, 报道较多的是C60与卡宾如∶CCl2, ∶CB r2 等加成反应生成C60 (CCl2) [8a ]、C60 (CB r2) n[8b ] , 与苄基自由基反应, 生成C60 (CH2Ph) n1. 2 金属有机化学反应通过金属有机反应合成C60金属衍生物, 是一种比较新的思路, 是合成[ 60 ]富勒烯金属有机衍生物和金属[ 60 ]富勒烯盐的有效方法.合成C60金属衍生物的方法中, 除电化学方法外, 主要有: 1)C60与过渡金属有机配合物反应, 使C60笼6∶6 边的C C 键以G22键形式与金属原子配位, 形成金属的C60配合物;2) 富勒烯被金属还原形成富勒烯盐, 如C60被活泼的碱金属还原生成相应的C60碱金属盐; 3) 配合物中的金属原子连结到C60笼上的加成反应; 4) 富勒烯和金属化合物反应生成共晶化合物.迄今所合成的富勒烯金属有机衍生物, 几乎都是通过C60分子直接与相应金属有机配合物在有机溶剂中反应制备的, 使用的溶剂一般为苯、甲苯或邻二氯苯等, 反应条件包括回流、光照等, 对已合成的典型[ 60 ]富勒烯金属有机衍生物, 测定了部分过渡金属的衍生物的晶体的分子结构[9a~ 9f ].C60金属有机衍生物, 尽管制备方法相对简单, 但由于C60与金属的配位能力较弱, 所以选择适宜的反应条件, 特别对溶剂的选择非常重要.在用金属有机试剂合成C60的有机基团衍生物的工作中, 较多的是用有机锂试剂、格氏试剂等亲核试剂, 特别是用有机锆试剂(Schw artz reagen t) [10 ]与C60的反应:(G52C5H5) 2Zr (H)Cl+ C60 [ (G52C5H5) 2ZrCl ]nC60HnHClöH2OC60H2nHPLCC60H2及羰基铁配阴离子(Co llman reagen t) [11 ]与C60的反应:C60+ Fe (CO ) 2-4 [C60Fe (CO ) 3 ]2- PhCH2Br-[C60Fe (CO ) 3 (CH2Ph) ]- (C60CH2Ph)碱金属[ 60 ]富勒烯盐合成一般采用固相反应, 但需要高温、高压, 且反应时间长, 产率低. 我们在国际上较早采用液相反应法合成了C60碱金属盐, 并将其与亲电试剂反应, 高选择性地合成了C60的有机衍生物[12 ]. 已合成的过渡金属[ 60 ]富勒烯盐有Pd、P t、Ru、N i、Co 等的盐, 其合成方法有两种: 一是将C60直接在溶液中与金属配合物反应, 另一种是通过C60负离子与金属卤化物等发生亲核反应制备. 已合成的稀土金属[ 60 ]富勒烯盐有Eu、Yb、Sm 等, 其制备方法分固相反应和溶液反应2 种, 后者是通过C60负离子途径制备.1. 3 电化学合成方法1993 年Caron 等[13 ] 在苄腈ö甲苯混合液中电解C60 与CH3 I, 选择性地得到了(CH3 ) 2C60, 产物经1H NMR与13C NMR 表征. 在这个过程中C60首先被电解为负离子, 再与CH3 I 发生亲核加成.1998 年Balch 等[14 ]以高氯酸四正丁基铵为支持电解质, 电解C60与Ir (CO ) 2Cl (p 2to lu idine) 的乙腈ö甲苯混合溶液, 在电极上得一黑色薄层, 经能量分散X 射线谱、IR 谱、激光吸收质谱及化学方法分析,认为是C60{ Ir (CO ) 2}n; 同样, 电解C60与(CF3CO 2) 4Rh2 的混合物, 得黑色薄层, 经IR 谱、激光解析质谱,19F (1H) NMR等表征, 确认为C60{ (CF3CO 2) 4Rh2}n.电化学合成在一定条件下是合成C60衍生物及其薄膜材料的一种有效方法, 但反应的机理有待进一步研究.2 富勒烯及其衍生物功能材料的性能C60及其衍生物在催化、超导、磁性、发光等诸多方面表现出一些独特的性能和潜在的应用前景. 目前合成出越来越多的C60衍生物, 为C60功能材料研究提供了基础.2. 1 催化性能除了[ 60 ]富勒烯本身由于电子亲和力较高, 能够催化氧化硫化氢成单质硫外, 许多富勒烯的金属衍生物也表现出独特的催化性能:N agash ima 等[15a, 15b ]发现C60Pdn、C60P tn 对烯烃和炔烃氢化的催化活性;O sbaidiston 等[16 ]合成的[Rh (PPh3) 2 (CO ) (G22C60)H ]对乙烯、丙烯的羰基化具有很高催化活性; 此外,C60 P t (PPh3) 2、C60Pd (PPh3)2、C60的手性瞵配合物、N dnC60A lmCls、Ru32C602Cs+ öS iO 2、C60M 6 (M = Cs、K、Na) 等也具有独特的催化性能. 催化性质研究已成为富勒烯科学发展的一个重要方向, 具有潜在的工业应用前景.2. 2 超导性能C60分子本身是不导电的绝缘体, 但当C60分子与碱金属键合或碱金属嵌入C60分子之间的空隙后,由于碱金属与C60的相互作用, 会使碱金属的最外层电子形成一个导电带, 从而使其具有导电性能.碱金属[ 60 ]富勒烯盐的超导性能研究是早期富勒烯研究的热门方向之一[17a~ 17g ] , 因其T c 还在液氮温度下, 离实际应用还有相当距离2000 年Schobn 等[18 ]报道了在52 K 时空穴掺杂C60获得的场效应晶体管呈超导态, 这是迄今报道的非氧化铜超导体中超导温度最高的.2. 3 光学特性由于C60及其衍生物分子中存在三维的高度非定域P电子共轭结构, 因而具有优良的光学及非线性光学性能, 有望在光转换器、信号转换和数据存储等光电子领域获得应用, 已从四方面开展了研究: 从反饱和吸收的角度, 研究其光限幅性能; 从三阶非线性系数角度, 研究超快非线性光学特性; 从稳态和瞬态角度, 研究光电效应; 制备LB 膜(单层、多层) , 研究其光谱特性.Tu t t 等[19 ]最早研究了C60的光限幅性质, 发现C60在532 nm 波长处具有良好的光限幅性能, 开展了实用光限幅器件的研究, 如将C60分散于有机高分子制成膜[20a ]以及通过溶胶2凝胶( so l2gel) 方法将C60嵌埋于玻璃介质中等. 我们合成的一系列C60的D iels2A lder 加成物中, 已发现其中的[ 60 ]富勒烯1, 1’2联茚加合物[20b ] , 在THF 中溶解度较大, 热稳定性好, 其光限幅性能也稍优于C60本身. 可以认为, 通过化学修饰, 改善C60的溶解性和提高它的光限幅性质是可行的.C60的非线性光学性质也引起关注, 测定了它的三阶非线性系数. 因为三阶非线性系数V (3) 是光电子应用一个重要特性参数. 它的三阶非线性光学极化率在红外和可见区约1×10- 13~ 1×10- 12esu. 我们合成的铂、钯的[ 60 ]富勒烯盐, 采用物理喷束法(PJD) 在熔融的石英片上制成薄膜, 它们的V (3) 值都比C60的大, 有的可提高1 个数量级[21 ].许多实验证明C60是具有较大光生伏效应的一种新材料, 用C60和M EH2PPV 制成的M EH2PPVöC60双层结构其界面具有类似半导体PN 结的性质.近年来, 人们对C60及其衍生物薄膜的特性日益感兴趣. 在制膜技术上除了使用PJD 法外, 还有使用L angmu ir2B lodget t 技术的. 前者特别适用于不溶物以及衍生物无对称中心的制膜, 后者主要适用于可溶物质在空气和水的界面上形成稳定的C60衍生物的单分子膜转移到基板上成膜. 虽然对高度有序C60薄膜的研制做了大量工作, 但由于C60固有的特性, 制成的LB 膜易形成多层膜, 只有少数C60的化学修饰衍生物可制成单层LB 膜. 我们曾用所合成的[ 60 ]富勒烯1, 1’2 联茚衍生物制备了LB 膜(单层、多层) 并研究了它们的光谱特性.2. 4 功能高分子材料C60作为一种特殊的功能基团可以引入高分子的主链, 侧链又可以与高分子材料共混. 如多羟基C60衍生物可作为具有三维空间伸长的聚合材料的中间体, 把不同聚合物与C60上的羟基相接合, 可制成具有不同物理化学性质的叶脉状高分子材料. Ch iang 等[22 ]通过富勒醇与脲烷聚醚反应合成一种可溶性的棕红色胶状固体, 经GPC 表征, 每个C60分子上平均键合6 条支链, 多分散系数为1145; 将其进一步改性可得到高度交联的高分子衍生物, 它的抗张强度, 伸缩性及热和机械稳定性等都获得很大改进.Barbou r 等[23 ]将C60与p 2碘化杯242芳苄基醚共结晶, 得到一种C60分子很好地有序排列的层状结构体.我们曾将金属有机试剂与高分子材料作用, 现场制备高分子负碳离子与C60反应合成了不同键型(链状、星状、枝状) 的高分子材料。

相关文档
最新文档