内嵌富勒烯相关总结
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。
富勒烯发展及其应用现状
富勒烯发展及其应用现状摘要：富勒烯(C60)具有较高的化学稳定性、较大的比表面积、良好的导电性和独特的三维结构。
本文综述了富勒烯的研究进展并介绍了富勒烯分子的简单制备原理及过程，基于富勒烯良好的化学性质，简要介绍了其在化妆品、医学等领域的应用现状。
最后，总结了富勒烯的存在的弊端以及未来的研究方向并对富勒烯未来的发展方向做出展望。
关键词：富勒烯；研究现状；应用引言富勒烯是一类由12个五元环和若干个六元环组成的中空笼状全碳分子，最早由Smalley和 Curl于1985年在研究星际空间中碳尘埃的形成过程中、在进行激光蒸发石墨的质谱实验时发现[1]﹐其中由60个碳原子组成的C60“巴基球”具有异常的稳定性，并具有完美的球形对称结构。
C60 的出现使人们了解到了一个全新的碳世界，并立即引起了全世界科学家的广泛关注。
1991年 Huffman等[2]宣布他们找到了一种可以宏量制备巴基球的方法，使得C60再次成为各领域科学家关注的热点，并由此开始了对一系列笼状分子富勒烯的研究热潮。
20多年来，无论是在基础研究还是在实际应用领域都取得了长足的进步。
本文主要结合富勒烯分子的特点，综述富勒烯分子的制备原理以及在各大领域的应用现状。
1.富勒烯结构及其性质富勒烯分子中60个碳原子完全等价.由于球面弯曲效应和五元环的存在，碳原子的杂化方式介于石墨晶体和金刚石晶体杂化之间.分子中共含有30个双键和60个单键，以达稳定结构，单键沿球面方向，而电子云则垂直分布在球面两侧，形成了三维芳香型分子.根据分子杂化轨道理论，碳原子形成杂化轨道与另外三个碳原子成键,形成碳笼结构，剩下的独轨道在笼的内壁和外围形成大Π键，使C60分子具有球形芳香性．因此C60分子中,碳与碳之间形成的键是类似于苯环C 原子间的特殊键。
C60分子的球形中空结构可以推断，它应具有芳香性，能够进行一般的稠环芳烃所进行的反应.如能够发生烷基化，进行还原生成氢化物等,众所周知，芳烃一般表现出富电子反应，易与亲电试剂发生亲电取代反应．但是C60却表现出缺电子化合物的反应性，即倾向于得到电子，它难与亲电试剂发生反应，而易与亲核及金属反应.2.石墨电阻加热法和电弧放电法制备石墨电阻加热法：在0~100torr氦气气氛中，两根相互接触的石墨棒在电阻加热的作用下蒸发为气态的等离子体，等离子体在He气氛中碰撞冷却，最终得到C60和C70。
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
2024年富勒烯市场分析现状
2024年富勒烯市场分析现状简介富勒烯是一种由碳原子构成的球状分子结构，在近年来逐渐成为研究和应用领域的热点。
本文将对富勒烯市场的现状进行分析，以帮助读者了解该市场的发展情况和潜在机会。
1. 富勒烯市场的规模和增长趋势富勒烯市场在过去几年里出现了快速增长的态势。
据行业研究报告显示，全球富勒烯市场的规模预计在未来几年内将持续增长，年均复合增长率预计超过10%。
这一增长趋势主要受到以下几个因素的推动：•新兴应用领域的发展：富勒烯在药物传递系统、能源存储、材料科学等领域具有广泛的应用潜力。
近年来，随着相关技术的不断进步，越来越多的领域开始探索富勒烯的应用，从而推动了市场的增长。
•政府支持与产业政策的推动：各国政府在科技创新和产业发展方面的支持力度不断增加，这也为富勒烯市场提供了良好的发展环境。
例如，一些国家和地区制定了鼓励在富勒烯领域进行研发和生产的政策措施，促使相关企业积极投入市场。
•科学研究的进展：富勒烯的研究和发展一直在不断推进，新的合成方法和应用领域不断涌现，为市场的发展提供了源源不断的动力。
随着对富勒烯的理解加深，人们对其潜在应用的认识也在不断拓展，这将进一步推动市场的增长。
2. 富勒烯市场的应用领域富勒烯具有独特的物理和化学性质，因此在许多领域具有广泛的应用前景。
以下是一些当前富勒烯市场主要应用领域的简要介绍：•医药领域：富勒烯在药物传递系统中具有重要的应用潜力。
其球状结构可以包裹药物分子，并通过靶向释放提高药物的疗效和减少副作用。
此外，富勒烯还具有抗氧化和抗炎等生物活性，可用于治疗癌症、心血管疾病等疾病。
•能源存储与转换：富勒烯在能源领域具有广泛的应用前景。
例如，富勒烯可以用于染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池的制造。
此外，富勒烯还可用于高性能电池和超级电容器等能源存储设备的研发。
•材料科学：富勒烯作为一种新型的碳材料，具有独特的力学、光学和电学性质，可用于制备高性能材料。
例如，富勒烯可以用于制备高强度、高导电性和轻质的复合材料。
化学开笼制备内含式金属富勒烯
化学开笼制备内含式金属富勒烯摘要化学开笼法是制备内含式金属富勒烯的新方式，本文介绍了该方式的特点，步骤及其最新进展。
关键词化学开笼内含式金属富勒烯1 引言最近几年来，具有特殊结构和性质的富勒烯及其衍生物在光、电、磁等技术应用领域展现出广漠的应用前景[1-3]。
自碳笼分子发觉之初，人们就假想用其空心的碳笼去包裹某些金属离子形成内含式金属富勒烯(用M@Cn表示)。
这种物质具有潜在的应用价值，如把放射性的60Co 植入C60可用于局部医治癌症；将锂注入碳笼可望制成高效能的锂电池[4]。
其实，这种方式并非天方夜谭，以C60为例，其分子内径为?，而一样金属离子外径小于3?, 当正离子进入碳笼后会使碳笼膨胀[5]，并与碳笼内部以类离子键相结合[6]，因此金属离子进入富勒烯是可能的。
目前，已发觉的内含式金属富勒烯往往是由电弧放电法取得的。
Gillan 等以石墨与镧系金属混合物作电极，在惰气气氛下高压放电取得烟灰，并用激光解吸质谱对烟灰的甲苯提取物进行检测，取得一系列内含式金属富勒烯的峰[7]。
这种方式是在富勒烯的形成进程中将金属包在其中，但具有两个难以克服的缺点：1.分离困难，一直很难找到适合的溶剂将空心球烯和内含式球烯有效分离；2.产率低，电弧放电法制备富勒烯的产率就只有百分之十几，而内含式富勒烯的产率更低。
因此，这种方式难以推行，必需开辟新的思路和新的方式。
基于此，本文着重介绍了用化学开笼法制备内含式金属富勒烯的特点，步骤及其最新进展。
2 化学开笼法化学开笼法是一种新颖的制备内含式金属富勒烯的方式，它利用富勒烯原有的框架，通过化学修饰断开一个或多个C－C键，在球烯表面开出一个窗口，然后操纵必然的条件，使金属离子穿过小窗进入空腔。
这种方式能够有效克服电弧放电法所带来的局限性，具有可控性与选择性。
该方式分两步进行──开笼和植入。
开笼进程化学开笼法的第一步开笼要紧通过两种途径发生。
富勒烯与叠氮化合物加成叠氮化合物对C60进行[3+2]环加成，第一进攻6:6键（六元环之间的双键）,形成桥式化合物1，然后在加热条件下失去N2，重排成6:5键断开的化合物2[8]。
富勒烯化学反应
富勒烯化学反应富勒烯是由碳原子构成的球状分子结构，具有许多独特的化学和物理性质。
富勒烯化学反应是指富勒烯分子在化学反应中发生的变化和转化。
这些反应不仅对富勒烯的结构和性质具有重要影响，还为富勒烯的应用提供了丰富的化学基础。
1. 富勒烯的官能化反应富勒烯可以通过与化学试剂发生官能化反应，引入不同的官能团。
这些官能团的引入可以改变富勒烯的溶解性、电荷传输性质以及在材料中的分散性。
常见的官能化反应包括烷基化、醇化、酯化、磺化等。
通过这些反应，可以制备出具有特定功能的富勒烯衍生物，例如富勒烯酸、富勒烯酯等。
2. 富勒烯的环加成反应富勒烯可以通过环加成反应在分子内部形成新的碳碳键，进而形成环状富勒烯衍生物。
这些环加成反应通常是在高温或高压条件下进行的。
其中最著名的是富勒烯的环加成反应，可以得到富勒烯的不同同分异构体。
此外，还可以通过环加成反应制备出具有特定结构和性质的富勒烯衍生物，如碳纳米管等。
3. 富勒烯的光化学反应富勒烯具有良好的光学性质，可以吸收可见光和紫外光。
在光照条件下，富勒烯可以发生光化学反应，如光氧化反应、光还原反应等。
这些反应可以改变富勒烯的电子结构和电荷分布，进而影响其光学性质和光电转换性能。
光化学反应为富勒烯在光电器件、光催化和光敏化学反应中的应用提供了重要的基础。
4. 富勒烯的还原反应富勒烯可以与还原剂反应，发生还原反应。
在还原反应中，富勒烯失去电子，形成富勒烯的负离子或富勒烯的还原衍生物。
这些还原反应可以改变富勒烯的电子结构和电荷传输性质，进而影响其在电子器件和能源存储中的应用。
常见的还原反应包括金属还原、还原剂还原等。
5. 富勒烯的氧化反应富勒烯可以与氧化剂反应，发生氧化反应。
在氧化反应中，富勒烯获得电子，形成富勒烯的氧化衍生物。
这些氧化反应可以改变富勒烯的电子结构和电荷传输性质，进而影响其在电子器件和催化反应中的应用。
常见的氧化反应包括酸性氧化、过氧化等。
总结起来，富勒烯化学反应是指富勒烯分子在化学反应中发生的变化和转化。
“内嵌l勒烯”凭啥一克一亿英镑
¨ 网鼹冒翰蠕＂ 凭啥一露ａ － ｚ ７ ￣ 亿 英镑
近 日，英 国 《 每 日电讯报 》 网站报 道 ，牛
津 大 学 的碳 材 料 设 计 公 司 在 生 产 “ 内嵌 富 勒 烯 ”材 料 。该 公 司 以 ２ ． ２ 万 英镑 卖 出 了第 一 批
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近 日，国际著名 综合 性学 术 期刊 《 自然通
讯》（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｃ ｏ ｍ ｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ）在线发 表 了由新加 坡南 洋 理工 大学邢 本 刚教授 、新 加坡 科技 研究
局 （ Ａ Ｓ Ｔ Ａ Ｒ ）Ｍ ａ ｌ ｉ ｎ ｉ Ｏ ｌ ｉ ｖ ｏ 教 授 以及厦 门大学刘
， ｌ ａ ｉ ． 仅 １ 青思
Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ￣ ｖ Ｉ ｎｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏｎ
使用 昂贵 的有机前躯体 ，比如乙硼烷 。 为 了制 得 硼 的单 层 片 ，Ｇ ｕ ｉ ｓ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ 等 人在 超 高真 空 腔室 内加热 单 晶银 衬底 ，以此来 生 长硼
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内嵌富勒烯相关总结
一、内嵌富勒烯种类
内嵌富勒烯种类种类很多，一般按内嵌物种类来分，有：单金属内嵌富勒烯（La@C60、Sc@C82）、双金属内嵌富勒烯（La2@C80、Ce2@C72）、三金属内嵌富勒烯（Y3@C80）、金属氮化物内嵌富勒烯（Sc3N@C80）、金属碳化物内嵌富勒烯（Sc2C2@C84）、金属氧化物内嵌富勒烯（Sc4O2@C80）等。
二、内嵌富勒烯和富勒烯反应活性对比
内嵌富勒烯和富勒烯都可以发生很多反应，如：氧化还原反应、亲核亲电加成、周环反应等，他们的反应活性差异来自于内嵌富勒烯的内嵌物，内嵌物的不同对反应的影响也不同，要看内嵌物对富勒烯电子云密度会产生什么影响。
三、Fe和Co的内嵌富勒烯产物
①Fe的内嵌富勒烯产物
合成并研究了M@C60（M=Na，Fe，Al）和C60的压缩力学性能，发现Na@C60，Fe@C60，Al@C60和C60的能量增量ΔE有Na @ C60> Fe @ C60> Al @ C60> C60的顺序。
当M @ C60分子以小应变压缩时，Na@C60，Fe@C60和Al@C60分子的刚度具有Na@C60> Fe@C60>
Al@C60的顺序，这表明三者的贡献嵌入的金属原子对C60的分子刚度符合Na> Fe> Al的顺序；然而，当M@C60分子被压缩而变形很大（l> 30％）时，Na@C60，Fe@C60和Al@C60分子的刚度具有不同的顺序Na @C60 <Fe@C60 <Al@C60。
②Co的内嵌富勒烯产物：
作者合成并运用DFT理论研究了Co5@Cn（n=60，70，80）的磁矩，结果表明，在具
有D5d点群对称性的富勒烯的情况下，Co5@Cn配合物的磁矩取决于富勒烯的尺寸和形状，以及碳笼中Co5簇的取向。
四、分析内嵌富勒烯和富勒烯结构差异
富勒烯：富勒烯的结构都是以五边形和六边形面组成的凸多面体，形状呈球型、椭球型、柱型或管状。
通常富勒烯的分子对称性较高。
内嵌富勒烯：内嵌富勒烯和富勒烯的结构差异不大，唯一的区别就是结合了金属或其化合物，由于内嵌物的电子云对C的离域电子有影响，可能会改变C-C键的键长，同时由于内嵌物的存在，内嵌富勒烯对称性通常要比同样C数量的富勒烯低一些。