富勒烯衍生物的合成、分離與性質(zhì)研究.pdf

1、自1985年發(fā)現(xiàn)富勒烯以來(lái)，我們的眼前展開(kāi)了一個(gè)新的化學(xué)世界。C60，C70，內(nèi)包金屬富勒烯，富勒烯二聚體等一系列碳納米材料紛紛涌現(xiàn)。它們獨(dú)特的籠形結(jié)構(gòu)與眾多的雙鍵使得這些碳納米材料表現(xiàn)出許多奇特的物理化學(xué)性質(zhì)，為材料科學(xué)，藥物科學(xué)，電子學(xué)和微電子學(xué)等的發(fā)展開(kāi)辟了廣闊的前景。本論文著重對(duì)內(nèi)包金屬富勒烯的衍生物，富勒烯二聚體，C60衍生物的一些重要的性質(zhì)與反應(yīng)進(jìn)行了研究。 1.本文首次對(duì)內(nèi)包金屬富勒烯與哌嗪的反應(yīng)進(jìn)行了研究。在常溫

2、，Ar氣保護(hù)下合成，并用硅膠柱分離了三種金屬富勒烯衍生物。用激光解析飛行時(shí)間質(zhì)譜，紫外可見(jiàn)近紅外光譜，紅外光譜等手段分析表明其結(jié)構(gòu)分別為：La@C82-C4N2H8，La@C82-C4N2H8-H8和La@C82-(C4N2H8)2-H6。對(duì)比C60與哌嗪的反應(yīng)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與空富勒烯相比，金屬富勒烯反應(yīng)活性更高，產(chǎn)物加成數(shù)目更多，且不同的金屬富勒烯反應(yīng)活性也有明顯區(qū)別。這一結(jié)果對(duì)內(nèi)包金屬富勒烯的衍生物的合成與應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

3、 2.中子照射方法合成出新型橋碳型富勒烯二聚體C131，C141。本文利用高效液相色譜分離，激光解析飛行時(shí)間質(zhì)譜，紫外可見(jiàn)光譜，以及循環(huán)伏安法，微分脈沖伏安法等系統(tǒng)的電化學(xué)研究方法對(duì)其電子性質(zhì)進(jìn)行研究。并用量子化學(xué)計(jì)算的方法對(duì)二聚體負(fù)離子的穩(wěn)定性進(jìn)行了理論計(jì)算。研究表明橋碳型富勒烯二聚體經(jīng)歷三個(gè)可逆的還原過(guò)程和三個(gè)不可逆的還原過(guò)程。還原過(guò)程開(kāi)始時(shí)，二聚體仍基本保持原來(lái)C60,C70單體的電子性質(zhì)，只是隨著二聚體得到電子數(shù)目的增多，兩個(gè)