C60富勒烯及其非经典衍生物C58,C59和C62的第一性原理计算
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%
科普讲座富勒烯C60
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课前提问
世界上最薄的材料？ 自然界最硬的材料？ 元素周期表中大约有多少种元素，能否背诵前18个元素？ 碳原子周围有几层电子，外层有几个电子？ 列举你所知道的碳的化合物，画出它们的分子结构。
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C60结构详解
H I G F L E K E
I
H
G
!
H
J
A K B C D
F
J
C B D
上五角星（11个顶点， 10个面）
H
下五角星（11个顶点， 10个面）
二十面体（12个顶点， 20个面）
截一个角，一个顶点变成 一个五边形（五个顶点）， 原来的面则变成六边形
试着一起 玩单脚站 立的小游 戏
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材料显微结构研究方法
•光学显微镜 •电子显微镜 •透射电子显微镜 •扫描电子显微镜 •扫描探针显微镜
h mv
德布罗意公式
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材料显微结构研究方法
•光学显微镜 •电子显微镜 •透射电子显微镜 •扫描电子显微镜 •扫描隧道显微镜
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实验发现C60结构的历史背景
在第二次世界大战（20世纪40年代）期间，石墨被用作核裂 变反应实验的中子减速器。当时德国和美国都发现碳在3000 －4000K的气相环境中能形成团簇。 这些碳的团簇结构，C10以下以链状为主，C10以上（C20以 下）为环状为主。（一般的金属元素，较低温度下能形成紧密 堆积的团簇，而在1000K以上气相中，基本上以单原子形式存 在。这一对比可以说明碳有非常优异的成键能力，也和“碳是 世界上形成化合物最丰富的一个元素”这一事实相关联）。 20世纪80年代初，Rice 大学发展了激光蒸发超声团簇分子束 技术，并和多种先进的检测手段（如飞行时间质谱，激光光电 离，紫外光电子能谱，离子回旋共振谱等）相结合，可用来研 究几乎任意元素的团簇结构。这些先进的研究手段为他们发现 新现象提供了很多机会。 当时Smalley主要还在研究半导体及金属元素，因为和Kroto的 合作才开始研究碳。
基于[60]富勒烯的功能衍生物的合成及性质研究
![基于[60]富勒烯的功能衍生物的合成及性质研究](https://img.taocdn.com/s3/m/981028dcf71fb7360b4c2e3f5727a5e9846a2751.png)
基于[60]富勒烯的功能衍生物的合成及性质研究本文旨在研究基于60富勒烯（FullereneC60）的功能衍生物的合成方法及其性质，从而为60富勒烯本身及其衍生物在生物医学材料，太阳能电池，纳米技术和光电器件等领域的应用提供服务。
60富勒烯（C 60是一种二维和三维六边形碳结构的含量最高的碳奥氏体，也是当今最为研究的碳基材料之一。
它具有优秀的光电性能，可以有效地吸收可见光和紫外光，具有极高的机械强度，耐热性和耐氧化性，是一种非常重要的材料。
60富勒烯衍生物具有优异的性能，广泛应用于生物传感，药物控释，光学记录和智能膜等领域，是研究人员的热门研究课题。
60富勒烯的衍生物合成方法主要有合成脱氢，烯基氢化，水化，氧化，交联，酯化和硝基化等。
这些反应中的最重要的一种是酯化反应，可以将各种有机醇，醛，酸，酯等转化为60富勒烯衍生物，可以得到具有全新特性的C 60生物。
60富勒烯衍生物具有多种特性，包括良好的光学性能，高分子量，优异的机械性能和良好的光催化活性。
它们在生物传感应用中展现出极强的分子识别能力，可以用来检测和分析特定的有机分子，这在医学检查和临床治疗中有很大的价值。
此外，60富勒烯衍生物也可以用于太阳能电池的制作，可以提高电池的光伏性能，为实现更高的能效提供支持。
同时，60富勒烯衍生物也可以用作高效的纳米技术材料，它们具有极佳的机械强度，热稳定性和耐腐蚀性，可用于制作纳米电子设备。
此外，它们还可用于光学记录和智能膜，可以调节光照强度，防止过度曝光，减少光照损伤，提高照明性能和节能效果。
当今，60富勒烯及其衍生物在生物医学材料，太阳能电池，纳米技术和光电器件等领域的应用正在逐步拓展。
因此，对60富勒烯衍生物的合成及其性质的研究非常重要，可以为更多的新型材料和新型设备提供理论和实验支持。
通过对60富勒烯衍生物合成及其性质的研究，我们可以加强对这些材料和设备的认识，研究其在某些特定领域中的应用，可以为今后更多新型材料和新型设备的研发奠定牢固的基础。
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。
C_(60)的制备及其应用
C_(60)的制备及其应用
夏金虹;黄庆荣
【期刊名称】《玉林师专学报》
【年(卷),期】1997(18)3
【摘要】本文简述了C_(60)的四种制备方法,讨论了C_(60)在光电磁、超导体、生物医学工程、化工等方面的应用。
指出C_(60)是很有应用前景的新型功能材料。
【总页数】4页(P68-71)
【关键词】富勒烯;制备;碳60
【作者】夏金虹;黄庆荣
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】O613.71;O635.1
【相关文献】
1.C_（60）的制备、结构、性质及其衍生物的结构和潜在的应用前景 [J], 王凤山;崔爱莉
2.Rb_3C_(60)单晶薄膜制备及Rb)3C_(60)/C_(60)相界面稳定性研究 [J], 陈晓;李宏年;吴太权;张建华;庄友谊;吴悦;鲍世宁;李海洋;徐亚伯;钱海杰;刘风琴;易.奎热西
3.C_(60)碳原子簇的制备和应用 [J], 张文昭;瞿谷仁
4.富勒烯C_(60)的制备研究Ⅰ最佳制备条件的确定 [J], 周颖;邱介山;杨兆国;郭树才
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富勒烯C60的研究及应用
富勒烯C60的研究及应用一纳米碳管的发现^碳元素作为自然界最普遍的元素之一, 以其特^有的成键轨道, 形成了丰富多彩的碳的家族。
一直以^来人们认为自然界只存在三种碳的同素异形体: 金^刚石、石墨、无定形碳。
1985 年Kro to, Smalley 等人^发现幻数为60 的笼状C60分子[1 ] , 其60 个碳原子分^别位于由20 个六边形环与12 个五边形环组成足球^状多面体的顶点上; 1990 年KratschmerW. 用石墨^电极电弧放电[2 ]首次宏观量地合成了C60, 其后, 球^形或椭球形的C70、C76、C78、C82、C84 等又被相继发^现, 标志着碳的同素异形体的又一大家族富勒烯的^兴起。
1991 日本N EC 的Iijima[3 ]用真空电弧蒸发石^墨电极, 并对产物作高分辨透射电镜(HREM ) , 发现^了具有纳米尺寸的碳的多层管状物——纳米碳管,^国内学者常称之为巴基管。
巴基管的发现^掀起了续C60后富勒烯的又一次研究高潮。
此后Ima S. [4 ]、Bethune D. [5 ]等人以Fe、Co 为催化剂进行^^电弧反应, 生长出了单层、半径1nm 的碳管, S.^Amelinckx 等[6 ] 采用金属催化热分解碳氢化合物^法, 制备出了螺旋状的纳米碳管。
Ivanov V. 等[7 ]用^这一方法长出了长达50Lm 的纳米碳管等。
纳米碳管以它独特的一维管状分子结构开辟了纳米材料的^新领域, 人们对于它的研究正方兴未艾。
二纳米碳管的分子结构和性能^什么是纳米碳管? ThomasW. 定义[8 ]是: 由单^层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米级管。
每片纳^米管是一个碳原子通过SP2 杂化与周围三个碳原子^完全键合而成的、由六边形平面组成的圆柱面; 其平^面六角晶胞边长为2146A °, 最短的碳2碳键长^1142A °, 接近原子堆垛距离(1139A °)。
C_(60),C_(180),C_(60)@C_(180)富勒烯分子的压缩力学特性与电子结构
C_(60),C_(180),C_(60)@C_(180)富勒烯分子的压缩力学特性与电子结构沈海军;穆先才【期刊名称】《材料研究学报》【年(卷),期】2006(20)1【摘要】采用分子动力学方法模拟了C60、C180、C60@C180富勒烯分子的压缩过程,用PM3半经验量子力学方法计算了压缩C60、C180、C60@C180分子的电子结构,讨论了C60、C180、C60@C180分子压缩力学特性的差异,以及电子结构在压缩过程中的变化．结果表明,由于分子几何构形上的差异,C60分子的承载与吸收能量能力显著高于C180和C60@C180分子,而 C60@C180分子略高于C180分子;C60分子具有最高的化学稳定性,而C60@C180分子的稳定性最低;C60和C60@C180 分子的压缩变形越大,越容易失去电子,稳定性越低;C180分子在加载点处发生压缩“塌陷”时,化学活性明显增加．【总页数】6页(P93-98)【关键词】材料科学基础学科;分子动力学;量子力学;富勒烯;力学特性;电子结构【作者】沈海军;穆先才【作者单位】南京航空航天大学航空宇航学院【正文语种】中文【中图分类】TB321【相关文献】1.富勒烯C_(60)和C_(70)分离纯化研究进展 [J], 杨文宁;彭汝芳;王凯;金波;张勇;楚士晋2.C_(60)、Si@C_(60)及Ge@C_(60)富勒烯分子的电子传输特性 [J], 沈海军;付光俊;陈裕3.富勒烯(C_(60),C_(70))的金属有机化学 [J], 肖丽香;蔡瑞芳;陈彧;黄祖恩4.大于C_(60)/C_(70)富勒烯的分子构型 [J], 齐衡5.富勒烯(C_(60)/C_(70))与N,N,N′,N′-四-(对甲苯基)-4,4′-二胺1,1′-二苯硒醚(TPDASe)间光诱导电子转移过程的激光光解研究 [J], 曾和平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。