内嵌金属富勒烯Sc2S@C86的结构和性质
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。
内嵌金属富勒烯
摘要富勒烯是近年来研究较多的碳笼结构高分子化合物, 其分离、纯化是影响该研究领域进展的关键因素。
本文概述了富勒烯及内嵌金属富勒烯的性质及应用，同时还介绍了富勒烯、内嵌金属富勒烯的柱色谱分离。
色谱法是目前分离富勒烯的重要手段, 本文概述了该法在富勒烯分离、纯化中的应用。
关键词色谱法富勒烯分离纯化AbstractSignificant increases of fullerenes yields, as well as the additional, selective extractions of higher order fullerenes were achieved. Chromatographic separations of fullerenes from the obtained soot extracts were performed by continue elution, in one phase of each process, under atmospheric pressure, with original, defined gradients of solvents, from pure hexane or 5 % toluene in hexane to pure toluene, on active Al2O3 columns, by the new, improved methods.The advances in chromatographic purification using alumina, as well as in understanding of the unique, main optical absorption properties of these molecules are reported.Keywords: Carbon soot, Basic and higher fullerenes, Solvent第1章绪论1.1富勒烯类物质的简述1.1.1 富勒烯类物质的结构富勒烯(fullerenes)是在1985年由英国Sussex大学的Kroto以及美国Rice大学的smalley和curl教授共同发现的除石墨、金刚石和无定型碳之外碳元素的另一种同素异形体[1]。
c28富勒烯结构
c28富勒烯结构C28富勒烯结构富勒烯是由碳原子构成的一种类似于足球形状的分子结构。
其中，C28富勒烯是一种具有28个碳原子的富勒烯分子。
它的结构形状类似于一个正二十面体，由20个六元环和12个五元环组成。
C28富勒烯的发现是在1990年代初期，由于其特殊的形状和结构，引起了科学界的极大关注。
研究人员发现，C28富勒烯具有许多独特的物理和化学性质，因此被认为具有广泛的应用潜力。
C28富勒烯具有良好的电子传导性能。
由于其球形结构和高度对称性，电子在富勒烯分子之间能够自由移动，因此C28富勒烯可以作为一种优良的导电材料。
这使得它在电子器件、导电涂层和光电子学等领域具有潜在的应用前景。
C28富勒烯还具有较高的化学稳定性。
由于其碳原子之间的共价键非常强大，C28富勒烯在高温和强氧化条件下仍能保持结构的完整性。
这使得它在催化剂和电池材料等方面具有广泛的应用前景。
C28富勒烯还表现出良好的药物输送能力。
由于其球形结构和空腔内部的空间结构，C28富勒烯可以作为药物分子的载体，将药物分子包裹在内部，从而增强药物的稳定性和生物利用度。
这使得C28富勒烯在药物输送和生物医学领域具有潜在的应用价值。
除了上述应用外，C28富勒烯还具有其他一些特殊的性质。
例如，C28富勒烯具有较大的表面积和孔隙结构，使其在催化和吸附等方面具有独特的性能。
此外，C28富勒烯也被用作材料增强剂，可以增加材料的硬度和强度。
C28富勒烯作为一种具有特殊结构和性质的碳基材料，具有广泛的应用前景。
目前，科学家们正在继续深入研究C28富勒烯的性质和应用，以进一步发掘其潜力，并推动其在各个领域的应用。
相信随着科技的进步和研究的深入，C28富勒烯将会为我们带来更多的惊喜和突破。
富勒烯的结构性质及用途
富勒烯的结构、性质及用途2009210349焦珂，化学中最常说的一句话便是：结构决定性质，性质决定用途。
富勒烯——C60这一神奇的物质，自从发现以后就受到科学家的密切关注，积极探索它的用途，在超从而为人类生产生活带来更大的便利。
正是由于其特殊的结构和性质，C60导、磁性、光学、催化、材料及生物等方面表现出优异的性能，得到广泛的应用。
结构C60的分子结构为球形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。
其中五边形彼此不相联接只与六边形相邻。
与石墨相似，每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻三个碳原子相连，剩余的p轨道在C60分子的外围和内腔形成π键。
性质①颜色与性状：C60在室温下为紫红色固态分子晶体，有微弱荧光；②分子大小：C60分子的直径约为7.1埃（1埃= 10的负十次幂米）；③密度：C60的密度为1.68g/cm3；④溶解性：C60不溶于水等强极性溶剂，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；⑤导电性：C60常态下不导电。
因为C60大得可以将其他原子放进它内部，并影响其物理性质，因而可导电。
另外，由于C60有大量游离电子，所以若把可作β衰变的放射性元素困在其内部，其半衰期可能会因此受到影响。
⑥化学性质氧化还原反应：在光照的条件下将C60与O2反应生成环氧化物C60O，但这种环氧化物不稳定，用矾土分离时能还原成C60。
加成反应：C60可以与氢或卤素单质进行加成。
把其完全氢化便得绒毛球烷（Fuzzyball），化学式为C60H60（加成进的氢原子有可能C60在笼内也可能在C60外部）。
烷基自由基R可与C60反应生成RC60加和物，RC60可生成C60直接键和哑铃状二聚体RC60-C60R。
与金属的反应：C60与金属的反应分为两种情况：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。
内嵌金属富勒烯的研究进展
内嵌金属富勒烯的研究进展引言富勒烯的碳笼内能够包入各种不同的金属或金属原子簇，形成一类具有特殊结构和性质的化合物，通常被称为内嵌金属富勒烯[1]。
内嵌金属富勒烯有许多优异的物理和化学性质，这使得它们有可能发展成为超导、有机铁磁体、非线性光学材料、功能分子器件、核磁造影剂、生物示踪剂等新型材料，它的研究成果对于电子学、电磁学、光学和药学将产生重大影响[2]。
1996年诺贝尔化学奖得主，内嵌金属富勒烯的主要发现者之一，Smalley教授（已故）建议使用M@C2n形式来表示内嵌金属富勒烯的结构，目前这一建议已得到各国科学家的公认[1]。
实际上，早在1988年Smally等就以石墨和镧系金属混合物制成的棒作靶，从激光超声速喷方法中获得的烟灰中发现了La@C60、La@C62等内包配合物的存在。
1991年以后，随着第一个宏观量的La@C82被合成出来，进而得到了富勒烯内包金属配合物的详尽波谱表征，掀起了富勒烯内包金属配合物的研究热潮[3]，内嵌金属富勒烯也成为国际上化学研究的热点课题之一。
1 内嵌金属富勒烯的结构及其性质目前，富勒烯金属内包配合物的通用表达式为M@C2n，这一表达形式一方面代表英文单词“at”，另一方面形象地说明金属原子包含在富勒烯碳笼里[4]。
富勒烯内包金属配合物既具有金属原子的性质，又具有富勒烯的性质[5]，并且内嵌金属富勒烯内部的金属（团簇）和富勒烯碳笼之间的电子转移导致它的化学反应性比空心富勒烯更加活波[6]，其性质的特殊性为其发展提供了动力。
迄今为止报道的富勒烯内包金属配合物的金属主要集中在第二和第三族，如：Ca、Sr、Ba、Sc、Y和La以及镧系金属（Ce~Lu)和部分锕系金属(Th~Am)，包含金属的富勒烯不仅仅限于C60,而更多的是高碳富勒烯，如C82、C80等。
用13C NMR、同步加速X射线衍射、超高真空的扫描隧道显微镜研究发现，金属原子的确被包在了富勒烯的中空碳笼里，同时理论计算也证实了这一点，但是碳笼中的金属并不是位于笼的中心，而是位于靠近笼内壁的一侧，碳笼的结构出现一定程度的变形，从这一点可以看出金属原子和富勒烯碳笼之间存在着较强的作用力[7]。
富勒烯介绍(新材料资料2)
生物医学应用
生物医学应用
Magnetic Resonance Imaging (MRI)
诺贝尔化学奖
诺贝尔物理学奖
碳的存在形式
(a) 金刚石 (sp3) (b) 石墨(烯) (sp2) (c) 富勒烯 (sp2+sp3)
(e)石墨炔(sp2+sp3)
(d) 纳米管(sp2+sp3)
富勒烯的各种形态
Ca@C50
La2@C80
内嵌富勒烯
内嵌富勒烯
Ca@C50
La2@C80
Y@C82
Sc2C2@C82
均相催化与多相催化统一于 富勒烯：高活性；高选择性，理想产物选择 性100%；长寿命，连续5次100小时测试，活性保持；回收方便。
19
农业方面应用
合成氨催化剂
1 + Na2S2O4 + N2 → NH3 (yield in 33%)
Y. Nishibayashi, et al. Nature, 2004, 428, 279
Nature 1998 , 396, 323
富勒烯的各种形态
富勒烯一维聚集体
富勒烯的各种形态
富勒烯二维单分子膜
I 密实纳米线 II 实壁纳米管 III 多孔纳米线 IV 多孔壁纳米管
富勒烯应用举例
富勒烯的广泛应用
化妆品; 磁体; 消毒剂; 纺织物
医药 纳米器件 造影剂
内嵌分子
自由基捕捉
富勒烯C60衍生物的结构、性质、-----制备及其应用综述
富勒烯C60衍生物的结构、性质、-----制备及其应用综述有机化学课程小论文课题名称：富勒烯C60衍生物的结构、性质、制备及其应用综述学生姓名：学号：指导教师：2011年1月13日目录摘要： (I)关键词： (I)Abstract: ....................................................... I IKey world:.................................................... I I 1.前言 (1)1.1概述 (1)1.2选题的意义 (1)2.富勒烯C60衍生物的结构、性质、制备及其应用 (2)2.1富勒烯C60衍生物的结构 (2)2.1.1金属富勒烯的结构 (2)2.1.2 C60吲哚衍生物的结构 (3)2.1.3 C60杂环衍生物的结构 (3)2.1.4 C60含氮衍生物的结构 (4)2.1.5 C60-TTF衍生物结构 (4)2.2富勒烯C60衍生物的性质 (4)2.2.1 金属富勒烯的性质 (4)2.2.2 C60吲哚衍生物的性质 (5)2.2.3 C60杂环衍生物的性质 (5)2.2.4 C60含氮衍生物的性质 (5)2.2.5 C60-TTF衍生物的性质 (5)2.3富勒烯C60衍生物的制备 (5)2.3.1 C60吲哚衍生物的制备 (5)2.3.2 C60杂环衍生物的制备 (6)2.3.3 C60含氮衍生物的制备 (8)2.3.4 多受阻酚富勒烯衍生物的合成.. 82.3.5 布基球烯衍生物C60Br24和La@C60的高效制备 (8)2.3.6亚甲基[6,6]-Fullerene[C60]单羧酸衍生物的合成 (9)2.4富勒烯C60衍生物的表征、分离、自组装 (9)2.4.1 C60衍生物的表征 (9)2.4.2 C60衍生物的分离 (10)2.4.3 C60衍生物的自主装 (10)2.5富勒烯C60衍生物的应用 (11)2.5.1 C60衍生物在生物领域的应用.. 112.5.2 C60衍生物在光、电、磁方面的开发应用 (11)2.5.3 C60高分子衍生物在摩擦学方面的应用 (12)2.5.4 新型C60衍生物/Ag复合纳米材料 (12)2.5.5C60衍生物在其它方面的应用 (12)3.结语与展望 (13)[参考文献] (14)富勒烯C60衍生物的结构、性质，制备及其应用综述摘要：本文根据C60所加成的官能团不同而形成的各种不同衍生物进行了分类。
富勒烯4_2
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•富勒烯的应用前景3富勒烯的应用前景•电子学领域•生物医药领域•超导领域•大气与水处理领域•高能材料与太阳能电池领域•催化剂领域•激光科学领域•润滑领域451、分子电子学领域分子电子学：目标是用单个分子、超分子或分子簇代替硅基半导体晶体管等固体电子学元件组装逻辑电路，乃至组装完整的分子计算机。
集成电路的发展微纳电子学分子电子学两个方向集成电路的例子：CPU 芯片、主板芯片、显卡芯片…微纳电子学，集成电路的生产（Integrated Circuit）生产过程：6完成集成电路制作的晶元7生产流程图：89First IC Device1958, Texas Instrument, Jack Kilby第一块单片集成电路1959, Noyce 在Ge 衬底用键合的方法制备了12个器件获得2000年Nobel 物理学奖在Si 衬底制备了真正的集成电路--摩尔定律：集成电路的集成度每三年增长四倍，特征尺寸每三年缩小√2 倍摩尔定律还能实现多久？10决定集成电路集成度—线宽奔腾III、奔腾IV的、酷睿2核芯片的线宽：130nm、65nm、45nm预计现行的微电子加工工艺10年后将接近发展极限两个问题：a、线宽缩小到一定程度将使固体电子器件不再遵从传统运行规律。
b、线宽缩小使成本大大增加。
11分子电子学的优势：a、自下而上（Bottom-Up）组装，元件通过化学反应大量合成，生产成本可望得到降低。
b、集成度高，可提高运算速度酷睿2核：核心面积107mm2，集成晶体管数4.1亿1cm2集成电子元件数的量级：109分子电子学：1014分子电子学的发展水平：处于基础阶段。
12A、C及其衍生物用在分子导线上60分子导线: (1)导电；(2)有确定的长度；(3)含有能够连接到系统单元的连接点；(4)允许在其端点进行氧化还原反应；(5)与周围绝缘以阻止电子的任意传输。