富勒烯单分子磁体 - 360文档中心

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

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%

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。

富勒烯衍生物的拉曼光谱研究

富勒烯衍生物的拉曼光谱研究刘启鑫1,张鲁殷1,欧阳雨2,徐世林1,方炎3(1.山东科技大学理学院,山东青岛266510; 2.临沂师范学院物理系,山东临沂276005;3.首都师范大学北京市纳米光电子学重点实验室,北京100037)摘要:利用近红外傅里叶变换拉曼光谱(1064nm)对4种C60衍生物进行了研究。

实验结果显示,衍生物固体拉曼光谱中都包含了C60分子的特征拉曼峰,同时衍生物的拉曼光谱与C60拉曼光谱相比又有明显的不同,这主要是由于有机官能团的引入使得C60分子的结构发生了变化。

通过对此现象的分析和解释,提出拉曼光谱分析是一种研究富勒烯衍生物的有效方法。

关键词:富勒烯衍生物;C60;官能团;拉曼光谱;表征中图分类号:O657.37 文献标志码:A 文章编号:1672 3767(2008)06 0046 05Study on Raman S pectra of Fullerene DerivativesLIU Qi x in1,ZH AN G Lu yin1,OUYAN G Yu2,XU Shi lin1,FANG Yan3(1.Colleg e of Science,SU ST,Q ing dao,Shandong266510,China;2.Dept.of P hysics,L inyi No rmal U niver sity,L inyi,Shandong276005,China;3.Beijing Key Lab for N ano Photo electro n Science,Capital N o rmal U niversit y,Beijing100037,China)Abstract:T he4kinds o f C60derivativ es ar e studied by means of Raman spect ra of infrar ed Fo ur ier t ransfo rm(ex cit ed at1064nm).T he r esults show that the most of the character istic bands o f C60molecules are included in the solid Raman spect ra of derivativ es.T he structure of C60mo lecules is changed due t o the added funct ional gr oup,so the Raman spect ra of t he deriv ativ es ar e different from t he spectr a of C60mo lecules.A ccording to the ana lysis,the Ra man spectr oscopy is an effect ive method for studying the fuller ene deriv atives.Key words:fuller ene deriv atives;C60;functional g ro up;R aman spect ra;character ization富勒烯是由碳原子形成的一系列笼形单质分子的总称,它是碳单质的第三种稳定存在形式,而C60是富勒烯系列全碳分子的代表。

富勒烯C60 C70的制备化学

富勒烯 C60 C70 的制备化学自 1985 年 Kroto 等在激光汽化石墨实验中偶然发现C60/C70 以来[1]，为寻找高产率大量 C60 的制备方法，人们进行了广泛的探索，直到 1990 年 Kratschmer 等使用电弧放电装置生产出 mg 量的产品，才有了突破性的进展。

目前， g 量级的富勒烯已被制备出来。

富勒烯制备方法的进展促进了其物理、化学性质的深入研究及应用研究的广泛开展。

目前世界上不少著名科学家和一流研究机构正致力于 C60/C70 制备技术的研究，预计这一技术在不远的将来会有重大突破。

本文旨在对过去 10 年中富勒烯的制备技术的演进作一回顾，对各种方法加以归纳和评述，并探讨了较大规模生产的可能性。

1 石墨激光汽化法最初于室温下 He 气流中用脉冲激光技术蒸发石墨导致了 C60 的发现，碳蒸气的快速冷却导致了 C60 分子的形成。

由时间飞行质谱检测到的 C60 存在[1]。

但它只在气相中产生极微量的富勒烯，经研究发现 C60 可溶于甲苯。

随后的研究表明其中还包含着分子量更大的富勒烯。

此后发现在一个炉中预加热石墨靶到 12019C 可大大提高 C60 的产率[3]，但用此方法无法收集到常量的样品。

2 石墨电弧放电法1990 个由Kratschmer 和 Huffman 等人报道[2]的电阻热放电技术是第一个产生出常量富勒烯的方法，这一技术仍然是目前知道的较高产率制造方法之一。

许多研究小组对此方法加以改进，获得了可溶性富勒烯通常可占蒸发石墨的 20%，有时可达 30%以上[4~6]。

对该方法主要的改进包括精确控制电极的缝间距，调节电源种类和强度、稀释气体种类和压力、装置的最佳热对流、碳棒尺寸、反应器大小及萃取剂的抽提效率等因素。

踞遗憾的是由于内在原因，根本上限制了所使用碳棒的直径必须在 3mm 以内，因此只能小量生产。

主要的困难是碳棒中部温度最高，碳的蒸发速度也最快，很快变细直到断裂，运行中断。

单分子磁体的制备及其磁性质研究

单分子磁体的制备及其磁性质研究单分子磁体（Single-Molecule Magnets，简称SMMs）是一种具有特殊磁学性质的分子。

由于其特殊的磁学性质，单分子磁体已成为磁性材料研究领域的热点之一。

在此，将介绍单分子磁体的制备及其磁性质研究的相关内容。

一、单分子磁体的概念及特征单分子磁体一般由一个或多个金属离子和有机配体组成。

所含的磁性金属离子在配体的帮助下，可以形成具有磁性的“单分子”。

与普通的磁性材料不同，单分子磁体是非常小的，其大小一般在数纳米以下。

单分子磁体的最大特征是具有磁性滚珠的行为。

即在外层磁场的作用下，单分子磁体的自旋可以上下翻转，呈现类似于磁滚珠的磁性行为。

而SMMs磁滚珠的大小一般在几个纳米左右，这使得其具有优异的磁性性质。

二、单分子磁体的制备单分子磁体的制备是一个非常复杂的过程，需要设计新的配体分子并通过化学合成制备。

一般而言，单分子磁体的制备分为以下几个步骤：1、选择合适的金属离子。

通常使用的金属离子如铁、锰、铜、铬以及钴等。

2、制备配体分子。

常见的配体分子如porphyrin、phthalocyanine等。

3、将金属离子与配体分子作用。

制备单分子磁体是一种典型的自组装过程，金属离子与配体分子之间的作用力进而促进单分子磁体的形成。

4、对制备好的单分子磁体进行物理和化学表征。

磁学能级结构测量是单分子磁体表征的核心之一。

一般情况下，磁学测量需要通过其他技术手段（如电子顺磁共振、核磁共振等）来进行协助。

三、单分子磁体的磁性质研究单分子磁体的磁性质涵盖了多方面。

其中最重要的特征之一是单分子磁体对于外部磁场的响应行为。

对于磁斯托克差分（Magnetization）行为的研究被认为是研究SMMs的入门关键。

研究表明，单分子磁体的磁滚珠行为是非常稳定的，通常具有极长的自旋时间（spin relaxation）这也让单分子磁体成为了可高拓展的磁存储设备的一个热门发展方向。

此外，单分子磁体还具有潜在的应用价值，例如可应用于磁性催化、量子计算和磁性能量转换等领域。

神奇的碳材料

2 碳纳米材料的分类
• 富勒烯:碳的第四种同素异形体(金刚石、石墨和无定形碳) • 富勒烯包括：巴基球（C50 、 C60 、 C70、C76、C80、C82、C84、C90、 C94等）、巴基管（单壁和多壁碳纳米管）和巴基葱 • 纳米金刚石
3 富勒烯
C80
狮子
3.1 C60的发现及命名 C60的发现及命名
3.4 应用与展望
• C60的研究已涉及到有机化学、无机 C60的研究已涉及到有机化学、的研究已涉及到有机化学化学、生命科学、材料科学、化学、生命科学、材料科学、高分子科学、催化化学、电化学、科学、催化化学、电化学、超导体与铁磁体等众多学科和应用研究领域，铁磁体等众多学科和应用研究领域，并越来越显示出巨大的潜力和重要的研究及应用价值。研究及应用价值。
4 碳纳米管的制备
• 电弧放电法 • 催化裂解法(复合电极电弧催化法、碳氢化合物催化催化裂解法(复合电极电弧催化法、分解法CVD CVD、 ---化学气相沉积法分解法CVD、)---化学气相沉积法 • 激光蒸发（烧蚀）法激光蒸发（烧蚀） • 等离子体法 • 增强等离子热流体化学蒸气分解沉积法PE-HF-CVD 增强等离子热流体化学蒸气分解沉积法PE HFPE• 热解聚合物法（化学热解法）热解聚合物法（化学热解法） • 离子（电子束）辐射法离子（电子束） • 催化裂解无基体法 • 电解法
4.1电弧放电法 4.1电弧放电法
石墨电弧法实验装置
改进型电弧放电装置
4.2 碳氢化合物催化分解法(又称化碳氢化合物催化分解法( 学气相沉积CVD 学气相沉积CVD法) CVD法
单壁碳纳米管的CVD CVD合成条件 CVD
4.3 激光蒸发（烧蚀）法激光蒸发（烧蚀）

磁性高分子材料简介教学文案

目前，大多数结构型高分子磁性材料只有在低温下才具有铁磁性，这类材料目前尚处于理论研究阶段。但这一类高分子磁性材料与传统的磁铁相比具有很多优点。
磁性高分子材料的种类与构成
①结构多样,易于用化学方法对分子进行修裁而改变其磁性； ②磁性能多样； ③可以将磁性和其它如力学性能、光性能、电性能等特性相
结合； ④可以用常温或低温方法合成； ⑤易于加工成型,可以制成许多传统磁体难以实现的器件； ⑥密度低。这些特点使结构型高分子磁性材料作为新型光电
磁性高分子材料的种类与构成
• 铁氧体类高分子磁性材料
与烧结磁铁相比,铁氧体类高分子磁性材料具有质轻、柔韧、成型后收缩小、制品设计灵活等特点,可制成薄壁或复杂形状的制品,可连续成型、批量生产,可加入嵌件而无需后加工,可进行双色成型和整体成型 ,可通过变更磁粉含量来控制磁性能,有极好的化学稳定性。缺点是磁性较稀土类高分子磁性材料差,如果大量填充磁粉则影响制品强度。
磁性高分子微球的制备方法很多，如包埋法、单体聚合法、化学液相沉积法等
磁性高分子材料的制备方法
（1）包埋法
将磁性粒子分散于高分子溶液中，通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等方法得到内部包有一定量磁性微粒的高分子微球。
Affimag SLE 包埋式二氧化硅磁性微球
特点： 1 具有较强的磁响应性 2 低矫顽力 3 可制备从0.25μm -5μm 粒径范围内的单分散磁性微球
磁性高分子材料的种类与构成
磁性高分子材料的种类与构成
磁性颗粒均匀分布在高分子材料中
磁性高分子材料的种类与构成
磁性高分子材料通常可分为复合型和结构型两种。
• 复合型磁性高分子材料是指以高分子材料与各种无机磁性物质通过混合、粘结、填充复合、表面复合、层积复合等方式制得的磁性体。如磁性橡胶、磁性树脂、磁性薄膜、磁性高分子微球等。

单分子磁体

单分子磁体近日，国际上出现了“单分子磁体”，它是利用“人造分子”制造出的超导材料，单个分子有磁矩，分子间相互作用力大于斥力，构成一种新的材料。

单分子磁体具有许多优点：不但磁性能量高，且磁场稳定，几乎不受温度影响；由于单个分子的电磁力特别强，因此特别容易制成磁体。

单分子磁体的分子结构十分简单，可以自组织排列起来，形成一种均匀的三维网状结构，能在常温下达到超导态，形成特殊的单分子磁体。

单分子磁体具有许多优点：不但磁性能量高，且磁场稳定，几乎不受温度影响；由于单个分子的电磁力特别强，因此特别容易制成磁体。

单分子磁体的分子结构十分简单，可以自组织排列起来，形成一种均匀的三维网状结构，能在常温下达到超导态，形成特殊的单分子磁体。

单分子磁体对实验物理学和基础物理学都有重要意义，是最佳材料之一，有着广阔的应用前景。

我想，在未来世界，电脑能像打字机那样轻松地进行文字输入和数据处理，那时我们人类就不再被困在办公室里了。

在自然界中，所有的生物都靠不停地吞食外界的物质才能生存，没有了食物，它们只能死亡。

但是，动物在长期的进化过程中，逐渐掌握了通过消化道摄取营养物质的本领，并保证其在各个生命阶段都能顺利获得充足的营养。

随着科技的发展，新型材料不断被发现。

比如“磁性树脂”能让一般磁铁在空气中自由悬浮，还能吸收太阳能，转换成电能，这使得人类将太阳能利用到极致，可谓“一石三鸟”。

而同时也意味着人类的生存环境将得到极大改善。

作为一名科学家，我希望在未来的科技研究中，能更多地运用先进的单分子磁体材料。

单分子磁体代表着一种崭新的发展方向。

从某种角度说，它甚至可以称得上是我们的祖先留给我们的遗产。

当前，很多国家都在加紧对这一新材料的研究。

美国科学家提出“纳米晶体”概念，旨在利用纳米技术把传统材料做成纳米尺寸。

纳米材料具有表面积大、比表面积高、导电导热性能好等特点。

研究人员认为，纳米材料与金属材料或半导体材料相比，在光电器件、传感器及信息储存、显示等方面具有独特优势。

富勒烯详细性能参数

富勒烯性能参数富勒烯性能参数一直是大家想了解的内容，富勒烯C60发现至今已有30多年，奇异的结构，开拓了碳原子新的时代。

富勒烯在溶解性、磁性、非线性光学性质、光导电性等表现出优异性能的应用范围也越来越广泛，它对材料科学、物理学、化学等领域将会产生更加重要的影响。

下面就由先丰纳米简单的介绍一些富勒烯性能参数。

一、物理性质1.溶解性：非极性分子C60具有高度对称性，在不同有机溶剂中的溶解性是不同的，C60脂肪族溶剂中的溶解度明显低于在芳香族溶剂中的溶解度。

2.磁性： C60分子球体中的磁流是中性的，但是它的五元环有很强的顺磁性，而六元环具有较为缓和的介磁性。

单一的C60有关磁性材料的研究主要是电荷转移复合物C60 ( TDAE)0.86的合成，在有机磁体中是居里温度最高的一种化合物。

3.光电导性：C60具有吸电子性，易与供电子的有机物结合，生成电荷转移型材料，光的吸收增大会得到更多的电子、空穴载流子，电导率因而增大.这样的材料可以用于光敏器件、静电复印等方面。

二、化学性质1.与金属反应： C60具有缺电子化合物的性质，倾向于得到电子，易与亲核试剂(如金属)反应。

C60在与金属反应有两种方式：其一，金属位于C60碳笼的内部，碳笼内配合物反应；其二，金属位于C60碳笼的外部，即碳笼外键合反应。

2.聚合反应：在光辐射照的条件下，C60分子可以发生聚合反应。

C60聚合反应有两种珍球链式和一种链悬挂式。

链悬挂式聚合物具有二维和三维的空间结构。

3.加成反应：C60具有不饱和性，加成反应主要有C60亲核加成反应和C60亲电加成反应。

它可以和胺类、磷化物等发生亲核加成反应，还可以与CH3I在格氏试剂作用下反应，生成烷基化物。

如果想要了解更多关于富勒烯的内容，欢迎立即咨询先丰纳米。

先丰纳米是江苏先进纳米材料制造商和技术服务商，专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、黑磷、银纳米线等发展方向，现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线。

分子基磁性功能材料研究进展

第42卷第5期Vol.42 No.5昭通学院学报Journal of Zhaotong University 2020年10月Oct.2020●化学研究分子基磁性功能材料研究进展（昭通学院化学化工学院，云南昭通 657000）摘　要：分子基磁性功能材料不仅具有丰富多彩的结构，而且还具有单链磁体、单分子磁体、单离子磁体和磁致冷等特性，引起研究者的广泛关注，成为当前的研究热点。

综述了近年来分子基磁性功能材料在单链磁体、单分子磁体、单离子磁体和磁致冷等领域的应用研究进展。

并对分子基磁性功能材料的应用前景进行了总结和展望。

关键词：单链磁体；单分子磁体；单离子磁体；磁致冷中图分类号：TM271 文献标志码：A 文章编号：2095-7408（2020）05-0011-06李启彭收稿日期：2020-07-21作者简介：李启彭（1987— ），男，云南会泽人，副教授，博士，主要从事配位聚（簇）合物材料的制备及其应用研究。

分子基磁性材料作为一种新型功能材料，涉及化学、物理和材料等交叉学科领域[1-3]。

通过在分子水平上设计和制备分子基磁性材料，可以赋予其丰富多彩的结构和有趣的光、电、磁和催化等性质[3-5]。

分子基磁性材料在高密度信息存储、超低温磁制冷以及量子计算等领域具有潜在的应用前景[6-9]。

分子基磁性材料的研究主要集中在设计和制备单分子磁体、单链磁体、单离子磁体和磁致冷等方面[6-9]。

本文详细地综述了近年来分子基磁性功能材料在单链磁体、单分子磁体、单离子磁体和磁致冷等领域的应用研究进展，并对分子基磁性功能材料的应用前景进行了总结和展望。

1 单链磁体1963年，Glauber 等[10]采用统计学的方法，研究了单轴各向异性的伊辛模型，并预言一维的伊辛模型，在低温下会出现慢弛豫现象，弛豫时间满足阿伦尼乌斯公式。

2001年，Gatteschi 等[10-11]制备了一维链状钴基化合物，实验上对Glauber 提出的理论进行了论证。

富勒烯相关知识.doc

富勒烯相关知识.doc富勒烯制备⽬前较为成熟的富勒烯的制备⽅法主要有电弧法、热蒸发法、燃烧法和化学⽓相沉积法等。

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铁，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,在惰性⽓氛下碳分⼦经多次碰撞、合并、闭合⽽形成稳定的C60及⾼碳富勒烯分⼦, 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。

燃烧法将苯、甲苯在氧⽓作⽤下不完全燃烧的碳⿊中有C60或C70，通过调整压强、⽓体⽐例等可以控制C60与C70的⽐例，该法设备要求低，产率可达到0.3%-9%，是⼯业中⽣产富勒烯的主要⽅法。

化学⽓相沉积（CVD）主要⽤于制备碳纳⽶管，合适实验条件可制备出富勒烯。

反应过程：有机⽓体和N2压⼊⽯英管，⽤激光、电阻炉或等离⼦体加热，⽓体分⼦裂解后在催化剂表⾯⽣长成富勒烯或碳纳⽶管。

催化剂⼀般为Fe、Co、Ni、Cu颗粒。

CVD设备简单，原料成本低，产率⾼；并且反应过程易于控制，可⼤规模⽣产。

提纯通常是以C60为主，C70为辅的混合物，还有碳纳⽶管、⽆定形碳和碳纳⽶颗粒。

决定富勒烯的价格和其实际应⽤的关键就是富勒烯的纯化。

实验室常⽤的富勒烯提纯步骤是：从富含C60和C70的烟尘中先⽤甲苯索⽒提取,然后纸漏⽃过滤。

蒸发溶剂后,剩下的部分(溶于甲苯的物质)⽤甲苯再溶解，再⽤氧化铝和活性碳混合的柱⾊谱粗提纯，第⼀个流出组分是紫⾊的C60溶液，第⼆个是红褐⾊的C70，此时粗分得到的C60或C70纯度不⾼，还需要⽤⾼效液相⾊谱（纯度⾼，设备昂贵，分离量⼩）来精分。

Nagata发明了⼀项富勒烯的公⽄级纯化技术。

该⽅法通过添加⼆氮杂⼆环到C60, C70等同系物的1、2、3-三甲基苯溶液中。

富勒烯与碳纳米管

)
4
其他
开环富勒烯衍生物
富勒烯与苯二胺等反应：
富勒烯高分子衍生物的合成（1）聚富勒烯
（2）富勒烯聚合物 A 侧链上连有 C60的聚合物
B富勒烯位于聚合物链的末端
氨基封端的聚苯乙烯与富勒烯反应得到的第一个可溶性富勒烯封端的聚苯乙烯衍生物。
（3）星形富勒烯聚合物
3、富勒烯的性质
（）
（）
5
（）
其它应用：碳笼内嵌人稀土元素铕可望成为新型稀土发光
材料。水溶性钆的C60衍生物有望做为新型核磁造影剂。高压下C60可转变为金刚石，开辟了金刚石的新来源。
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二、碳纳米管
HRTEM of nanotubes and nanoparticles of carbon
CNTs 是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米级管。
受著名建筑学家巴基敏斯特·富勒最牢固的薄壳拱形结构的启发，他们最终才为其设想了一种与上述理论结果不谋而合的球形结构，并将C60命名为巴基敏斯特·富勒烯，简称为富勒烯。
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由于C60分子的结构酷似足球，所以又称为足球烯（Footballene）除C60外，具有封闭笼状结构的还可能有 C28、C32、C50、C70、C84、……C240、C540等，统称为 Fullerenes，中文译名为富勒烯。
富勒烯已经广泛地影响到物理、化学、材料科学、生命及医药科学各领域，极大丰富和提高了科学理论，同时也显示出巨大的潜在应用前景。
碳的三种同素异形体
结构和性质
C原子的成键形式
金刚石石墨
四面体平面三角形
碳60
球面形(直径710pm)
由物理学家们在研究星际尘埃工作中意外得到。 60年代末至70年代初，日本和前苏联的科学家就各自独立的从理论上发现了C60合适的结构——一个由12个正五边形和20个正六边形组成的完美的球形结构。 1985，一位来自英国，满脑子充斥着星际间飘忽尘埃的天文学家克罗托，和两位对半导体团簇感兴趣的美国物理学家斯莫利，柯尔走到一起，希望能探讨宇宙中长链碳分子的形成和光谱。在他们短短几个星期的合作过程中意外的发现：在强烈的激光脉冲辐照下产生的碳团簇中， C60具有超常的稳定性。

富勒烯

富勒烯班级：学号：姓名：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；管状的叫做碳纳米管或巴基管。

富勒烯的中文写法有三种，以C 60为例，第一种是标准的写法，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。

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。

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。

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磁性核壳纳米粒子磁性微球磁性复合颗粒磁性固体超强酸sz 磁性介质磁学参数磁共振硒化镉量子点标记的磁微球直接电化学还原癌胚抗原电磁参数电流型免疫传感器甲酸盐生长因子生物材料特异性t淋巴细胞熔盐电解活化水基磁流变液氰根桥联氮氧自由基氧化铁钠米核壳结构树突状细胞有机分子磁性文献综述掺杂抗氧化性慢性髓系白血病心肌梗死微乳液聚合干细胞居里温度层状mnps3 导热油富勒烯衍生物密度泛函理论客体包合夹层大环多胺多孔磁体复合磁性粒子基因载体基因序列均苯三甲酸固态多功能材料团簇四氟对苯二甲酸四唑噻吩-2-羧酸吸附位置吸波特性叠氮桥联叠氮
科研热词磁性磁共振成像磁性纳米颗粒有机物晶体结构马来酸单十八酯预处理顺磁性矿物非晶fe78si9b13合金长江原水铁镍合金铁磁相互作用铁钴(ⅱ)配合物金属纳米颗粒配位聚合物进展超声成像调节性t细胞表面增强拉曼光谱表面修饰藻类葡聚糖自旋转换自旋玻璃态自旋交叉自旋肿瘤聚苯乙烯细胞相容性细胞标记纳米fe3o4 紫外扫描精子蛋白17抗体米磁性润滑油笠离子体稀土离子磁耦合机理磁矩磁相变点磁相互作用磁性质磁性细胞分选法磁性纳米复合材料磁性离子交换树脂磁性微球免疫分析磁性微球磁学性能磁各向异性磁化过程磁化率硅纳米管
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分子磁体的磁性

1.单分子磁体的磁性来源于分子本身, 每一个分子相当于一个孤立的“磁畴”.未磁化时,单分子磁体具有分子磁化强度相反取向的双稳态, 两者布居数相当, 磁化强度的矢量和为零; 当施加一个磁场时双稳态的平衡被打破, 与磁场平行的能态具有更低的能量和更多的布居数, 磁化强度的矢量和不为零; 去磁时,在分子磁化强度矢量重新取向时产生一个能量壁垒, 当温度降低甚至低于翻转的能垒时, 翻转速率会减慢, 产生磁化强度的慢磁弛豫行为。

翻转能垒的高度决定了单分子磁体的阻塞温度. 对于阻塞温度, 通常认为是在该温度下表现出磁体的行为, 但是严格来说有 3 种定义[9]: (1)交流磁化率的虚部在特定的频率出现峰值的温度;(2)样品能观察到磁滞回。

出现峰值的温度. 这三种方法确定的阻塞温度可能会相差很多, 文献最常报道的阻塞温度则是指观察到磁滞回线的温度, 另外文献中也常把弛豫时间达到100 s 时的温度定义为阻塞温度. 在本文中, 阻塞温度指的是观察到磁滞回线的温度.稀土单分子磁体是一类特殊的单分子磁体. 与过渡金属相比, 稀土离子的f 电子由于其未淬灭的较大的轨道角动量而具有相对较大的磁矩和磁各向异性. 另一方面, 由于稀土离子的 f 电子受外层s, d 层电子的屏蔽因而磁相互作用较弱, 因此在许多簇合物以及聚合物的体系中, 稀土离子依然表现出单离子的性质, 体系的总角动量也仅仅是每个角动量的加和, 而忽略彼此之间的耦合. 尽管稀土离子间的磁相互作用很弱, 但是对它的弛豫机制仍然会产生明显的贡献, 依然是研究的重点.稀土单分子磁体的特点和研究方向可以分为 4 个方面: 首先, 通过设计稀土离子的晶体场和磁相互作用来构筑具有高能垒高阻塞温度的单分子磁体; 其次, 稀土单分子磁体常常表现出复杂的多弛豫现象, 对它们的弛豫机理至今还没有合理统一的解释, 因此许多课题组都在研究它们的磁动力学行为, 揭示它们的弛豫机理; 再次, 基于稀土单分子磁体的磁动力学行为对它的结构非常敏感, 微小的结构变化包括溶剂分子的释放、物理状态的改变等都会对它的磁性产生影响, 因此可以通过修饰端基配体、掺杂, 以及外界光、电、热的刺激来对它的磁行为进行调控;最后, 结合稀土自身的荧光特性以及配体的光学活性, 以及聚合物三维骨架的气体吸附、离子交换的性质而设计新颖的多功能材料.2.单分子磁体可以看成是分子基铁磁体和纳米磁性材料的交叉点。