碳原子簇
合集下载
相关主题
- 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、"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、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)。
第六章 碳原子簇的合成及应用前景
碳原子簇是指由碳原子结合 在一起的团体结构它是介于原子与 固体粒子之间的团粒分子。 固体粒子之间的团粒分子
1985年Kroto等发现了碳元素的 年 等发现了碳元素的 第三种同素异形体C60——一种典型 ——一种典型 第三种同素异形体 —— 的碳原子簇， 的碳原子簇，这是当今科学界最重大 的研究成果之一， 的研究成果之一，Kroto因此而荣获 因此而荣获 1996年诺贝尔化学奖。 年诺贝尔化学奖。 年诺贝尔化学奖
碳簇的催化生长
C60等富勒烯是由Smalley 等首先以 脉冲激光在超声分子束喷口的喉道处蒸 发石墨产生的。他们的研究发现, 碳簇形 成环境的氦气密度对C60的形成起了决 定性的作用. 然而, 我们的研究却发现, 即 使在无缓冲气体的环境下, 如果选择合适 的形成条件, 可以通过激光直接蒸发的方 式产生C60等富勒烯.
根据原子团簇的形成规律, 我们将电弧、激光等 物理方法和溶液的化学合成环境结合起来, 创新和 发展了液相电弧、激光多相溅射、辉光放电、微波 等离子体等合成方法. 以仅含一个碳原子的氯仿为 反应起始物时, 通过以上合成方法均能得到丰富的 产物. 在经过提取、升华、液相色谱、重结晶等分 离步骤后, 已分离出了其中的部分产物, 它们经光 谱表征后分别为六氯苯、八氯萘、全氯代苊烯 (C12Cl8)、全氯代苯并苊烯(C16Cl10) 和全氯代碗 烯(C20Cl10) 等, 并首次以 X 射线单晶衍射测定了C12Cl8 和C16Cl10等的分 子和晶体结构. 有意思的是, 它们都可以看作是C60 的全氯代碎片, 后三种产物都包含了形成富勒烯所 必需的五元环.
重结晶法 化学络合法
增强金属 用作新型催化剂 气体储存 光学材料 高分子材料 生物学及医学应用
含 C60 C60 C60 C60
电弧放电法 苯火焰燃烧法 高频加热蒸发石墨法
1991年Howard采用把苯和氧的混合 1991年Howard采用把苯和氧的混合 物用氩气稀释后， 物用氩气稀释后，进行燃烧得到产 此法可用于工业制备。 物。此法可用于工业制备。
碳电弧法制备装置示意图
பைடு நூலகம்
由氯仿合成C60及其全氯代碎片 及其全氯代碎片 由氯仿合成
碳原子簇是指由碳原子结合 在一起的团体结构它是介于原子与 固体粒子之间的团粒分子。 固体粒子之间的团粒分子
1985年Kroto等发现了碳元素的 年 等发现了碳元素的 第三种同素异形体C60——一种典型 ——一种典型 第三种同素异形体 —— 的碳原子簇， 的碳原子簇，这是当今科学界最重大 的研究成果之一， 的研究成果之一，Kroto因此而荣获 因此而荣获 1996年诺贝尔化学奖。 年诺贝尔化学奖。 年诺贝尔化学奖
碳簇的催化生长
C60等富勒烯是由Smalley 等首先以 脉冲激光在超声分子束喷口的喉道处蒸 发石墨产生的。他们的研究发现, 碳簇形 成环境的氦气密度对C60的形成起了决 定性的作用. 然而, 我们的研究却发现, 即 使在无缓冲气体的环境下, 如果选择合适 的形成条件, 可以通过激光直接蒸发的方 式产生C60等富勒烯.
根据原子团簇的形成规律, 我们将电弧、激光等 物理方法和溶液的化学合成环境结合起来, 创新和 发展了液相电弧、激光多相溅射、辉光放电、微波 等离子体等合成方法. 以仅含一个碳原子的氯仿为 反应起始物时, 通过以上合成方法均能得到丰富的 产物. 在经过提取、升华、液相色谱、重结晶等分 离步骤后, 已分离出了其中的部分产物, 它们经光 谱表征后分别为六氯苯、八氯萘、全氯代苊烯 (C12Cl8)、全氯代苯并苊烯(C16Cl10) 和全氯代碗 烯(C20Cl10) 等, 并首次以 X 射线单晶衍射测定了C12Cl8 和C16Cl10等的分 子和晶体结构. 有意思的是, 它们都可以看作是C60 的全氯代碎片, 后三种产物都包含了形成富勒烯所 必需的五元环.
重结晶法 化学络合法
增强金属 用作新型催化剂 气体储存 光学材料 高分子材料 生物学及医学应用
含 C60 C60 C60 C60
电弧放电法 苯火焰燃烧法 高频加热蒸发石墨法
1991年Howard采用把苯和氧的混合 1991年Howard采用把苯和氧的混合 物用氩气稀释后， 物用氩气稀释后，进行燃烧得到产 此法可用于工业制备。 物。此法可用于工业制备。
碳电弧法制备装置示意图
பைடு நூலகம்
由氯仿合成C60及其全氯代碎片 及其全氯代碎片 由氯仿合成