石墨电弧中C_5环的原位捕获与形成

五元环是富勒烯的重要构筑基元,是形成凸多面体碳笼的关键因素,研究C_5环的形成对理解富勒烯自下而上的生长机理有着重要的意义.该文通过在石墨电弧放电体系中引入氯源,原位捕获到了C_5与C_(60)的[4+2]环加成衍生物C_(60)(C_5Cl_6).对该分子进行质谱和紫外-可见吸收光谱的表征,并利用X-射线单晶衍射明确了C60(C5Cl6)的分子结构.此外,还通过一系列C_(60)衍生物的质谱表征,对C_5环和C_(60)(C_5Cl_6)结构的演进路线进行了分析.     

石墨电弧法合成新型碳簇C_(53)

C_(60)的形成机理之谜至今仍未破解,介于C_(50)和C_(60)之间的碳簇是理解C_(60)形成机理的关键中间体.本文在填充金属氧化物的石墨电弧放电产物中发现了一种新型的碳簇衍生物,通过N,N-二甲基甲酰胺(DMF)提取后进行高效液相色谱分离,并对纯化的产物进行了质谱、能谱、光谱表征及元素分析,初步确定了分子组成为C_(53)H_(24)O_5的新型碳簇衍生物,通过固体核磁和对氯化反应产物的表征证明该碳簇的碳框架主体具有芳香性.     

五氯化二氧六环合铈(Ⅳ)的合成

本文用氢氧化铈(Ⅳ)在二氧六环中,通入干燥的 HCI 气体,得到了热稳定性较好的四或五氯化二氧六环合铈(Ⅳ)配合物 Ce(C_4H_8O_2)_4Cl_4或 HCe(C_4H_8O_2)_4Cl_5.元素分析表明,理论值与计算值是相符的.     

C_(70)苄基衍生物的合成及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

富勒烯及其衍生物具有高电子传输效率,是倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池器件中优异的电子传输材料(ETMs).其中,富勒烯C_(70)通常存在众多的异构体产物,通过常规手段难以实现有效分离,因此关于结构明确的富勒烯衍生物对钙钛矿太阳能电池的影响,目前尚缺乏系统的研究和理解.该文成功合成并分离了一种结构明确的C_(70)衍生物2,5-(PhCH_2)_2C_(70),并将其作为ETMs构建倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池器件,最终实现了12.77%的光电转换效率,通过对富勒烯衍生物中分子晶体结构堆积的研究,分析了富勒烯衍生物结构对钙钛矿太阳能电池器件性能的影响.     

尿素还原法制备碳量子点

将富勒烯C_(60)和C_(70)分别在空气气氛中350℃下煅烧,然后采用尿素还原法在温和(90℃)条件下制备得到碳量子点;以透射电子显微镜、粉末X-射线衍射、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱等对碳量子点的组成和形貌进行表征,通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行研究;并推测碳量子点的形成机制.结果表明,在激发光波长为320nm时,两种碳量子点的荧光最大发射峰波长位于450nm附近,相对荧光量子产率分别为23.24%和27.55%,推测其形成机制为尿素对空气气氛中煅烧过的富勒烯表面氧化位点的还原.该结果为温和条件下合成碳量子点提供了一种新的思路.     

富勒烯C_(60)的性能及应用研究进展

富勒烯C_(60)材料具有较好的稳定性、催化性能、超导性、生物相容性、抗氧化性,在不同领域中有较为广泛的应用前景.本文综述了富勒烯C_(60)材料的物理、化学性能,以及它在光学、电学、催化和生物医药等方面的应用研究,并展望了富勒烯C_(60)材料的发展趋势和前景.     

1,3,5,7,9-五咔唑基心环烯的合成与表征

自从作为富勒烯片段的心环烯分子被合成以来,大量具有C_5对称性的碳—碳、碳—卤、碳—硼、碳—氧和碳—硫键修饰的心环烯衍生物陆续被合成,然而具有C_5对称性的碳—氮键修饰的心环烯衍生物至今还没有报道.该研究通过五咔唑氮负离子对1,3,5,7,9-五氯心环烯的亲核取代反应实现了碳—氮键偶联,并得到具有C_5对称性的心环烯衍生物1,3,5,7,9-五咔唑基心环烯.采用核磁共振波谱和高分辨质谱进行表征证实其具有C_5对称结构,并采用密度泛函理论(DFT)计算模拟了其立体结构.作为一类富电子的含氮杂环,咔唑基团及其衍生物表现出许多优异的光电性能和生物活性,因此1,3,5,7,9-五咔唑基心环烯分子的成功合成不仅提供了一类新型的碳—氮键修饰的心环烯衍生物,而且该分子可能在超分子自组装、光电材料、生物方面具有重要的潜在应用价值.     

Ni原子表面吸附和笼内封装掺杂硼富勒烯B_(40)的功能化应用研究

新型非碳纳米结构的研究一直广受关注。因零维硼元素富勒烯笼状结构B_(40)的实验合成,以及新型的硼富勒烯可能具有类似于碳富勒烯(如C_(60))一样重要的学术价值和应用前景,关于B_(40)更进一步的功能化应用研究变得十分必要。采用第一原理,文章开展了过渡金属元素Ni对硼富勒烯B_(40)进行表面化学吸附及笼内封装的功能化应用研究。计算结果表明,无论Ni原子在B_(40)表面吸附还是笼内封装,均可与B_(40)表面的B原子相结合形成Ni-B键,对应形成不同的稳定的金属富勒烯复合结构。且,Ni原子掺杂B_(40)所形成的金属富勒烯复合产物结合能约5.18～7.12 eV/atom,表明Ni原子与B_(40)的表面吸附和笼内封装属于化学作用过程,所形成的金属富勒烯复合产物具有较高的稳定性。对金属富勒烯复合产物的电子特性和磁性进行计算,发现:Ni原子表面吸附和内嵌的金属富勒烯复合结构,由于Ni原子的掺杂引入,其能隙相对于全硼富勒烯B_(40)均有一定程度的减小;同时,磁性Ni原子与全硼富勒烯作用后,通过轨道电子的转移,Ni原子磁性完全消失而B_(40)富勒烯笼内的B原子不产生自旋极化,因而金属富勒烯的总磁矩均为零。这种通过Ni的掺杂可调整富勒烯分子结构能隙又同时保持整个体系的磁矩为零的电子特点,对于此类金属富勒烯作为半导体分子器件的应用非常有意义。     

AlCl_3/ICl催化合成十氯代碗烯(C_(20)Cl_(10))

卤代碗烯因其碳卤键具有较高的化学反应活性,被认为是碗烯化学研究中一类非常重要的反应中间体.将三氯化铝和一氯化碘进行组合,提出了一种合成十氯代碗烯的新方法.与已报道的十氯代碗烯合成方法相比,该方法不需要在无水无氧的苛刻反应条件下进行,操作简单,而且将产率由文献报道的60%提高到96%.制备得到的十氯代碗烯可以成功转化为十苯硫基碗烯,证实了十氯代碗烯的确可以由新的氯化方法成功合成.该新型氯化方法为合成一些重要的碗烯衍生物提供了便利.     

三(α-萘荒酸)合铬(Ⅲ)Cr(α-C_(10)H_7CS_2)_3.1/2CH_2Cl_2的合成与晶体结构

合成了铬的六配位络合物Cr(α-C_(10)H_7CS_2)_3·1/2CH_2Cl_2。用x射线单晶衍射法测定了晶体结构。晶体属单斜晶系,空间群C_(2h)~6-C 2/C。晶胞参数:a=23.020(4)(?),b=15.032(4)(?),c=19.468(5)(?),β=112.91(1)°,Z=8。最小二乘修正引出最终偏差因子R=0.063,R_∞=0.050。     

一个可能的矿物类似物八氯丙烷的快速、高温、单剪实验及其“退火”实验

矿物的化学类似物八氯丙烷(C_3Cl_8)的快速,高温、单剪形变实验展示了结晶物质颗粒的极大的塑性形变。形变后的八氯丙烷(C_3Cl_8)在室温下和在没有进一步的形变条件下,很快失去了形变的显微构造特征。     

新型中温离子导体复合膜:Sn_(0.94)Sc_(0.06)P_2O_7和聚四氟乙烯(PTFE)

采用固相法合成中温离子导体Sn0.94Sc0.06P2O7和聚四氟乙烯(PTFE)的复合膜,并进行XRD,SEM及DSCTGA测试表征.用电化学工作站研究了复合膜在75~225℃下的导电特性.SEM分析结果表明复合膜具有良好的微观结构,XRD分析结果表明复合膜已形成了单相的SnP2O7立方相结构.气体气氛对复合膜电导率有显著的影响,σ(dry air)#σ(wet air)#σ(wet H2).该复合膜在湿润H2气氛中150℃下,电导率达到最大值6.5×10-4 S·cm-1.     

东、中亚干旱—半干旱区全新世湖泊沉积ω(TOC)与δ~(13)C_(org)意义的阈值问题

选择了东、中亚干旱-半干旱区14个湖泊全新世沉积物的ω(TOC)和δ~(13)C_(org)纪录,探讨了TOC及其不同沉积阶段对δ~(13)C_(org)变化的影响及两者的关系,为δ~(13)C_(org)在古气候研究中的正确使用提供依据.结果表明:湖泊沉积物δ~(13)C_(org)的变化在一定程度上受控于ω(TOC).该区域湖泊沉积物ω(TOC)相对于δ~(13)C_(org)变化存在相应阈值,不同阈值区间代表TOC的不同沉积模式,不同沉积模式下ω(TOC)和δ~(13)C_(org)的关系不同.ω(TOC)较低或较高时,两者均无对应关系,可能是有机质受到不稳定的沉积环境影响;不同湖泊主导有机碳沉积的模式不同;δ~(13)C_(org)在相应TOC的重沉积埋藏模式下可能与气候变化有关,因此在利用δ~(13)C_(org)解释气候变化时应结合有机质沉积阶段进行分析.     

中国柳珊瑚化学成份的研究(Ⅲ)——新的多乙酰含氯二萜内酯(Praelolide)的分离和鉴定

从我国湛江市■洲岛附近海域生长的一种柳珊瑚——长似丛柳珊瑚〔Plexaureides pra-elonga(Ridley)〕中分离到一种结晶物质.根据它的红外、质谱、~1Hnmr 和~(13)Cnmr 等波谱数据,确定它是一种新的多乙酰含氯双碳环二萜内酯.分子式为C_(28)H_(35)O_(12)Cl.它具有类似Stylatulide 的碳架结构,但又是四酰氧化合物和具有同类化合物所未曾发现过的环氧结构.     

岱海盆地的水文化学地理特征及其在农业生產中的意义

岱海是一个位于内蒙西南部的内陆盆地,天然水的矿化度和化学类型自盆地边緣的山地到盆地中部的湖区作有規律的变化自山地到岱海湖滨:河水矿化度由250毫克/升,上升到500毫克/升。化学类型由C_Ⅰ~(Ca)或C_Ⅱ~(Ca)轉变为C_Ⅰ~(Na)或C_Ⅱ~(Na);地下水矿化度自250毫克/升增加到1500毫克/升以上,化学类型由C_Ⅰ~(Ca)或C_Ⅱ~(Ca)轉变为C_Ⅰ~(Na)或C_Ⅱ~(Na) S_Ⅱ~(Na) Cl_Ⅱ~(Na)。岱海湖水矿化度均在2000毫克/升以上,化学类型主要为Cl_Ⅲ~(Na).及Cl_Ⅱ~(Na)。由此可知,天然水自盆地边緣的山区向盆地中部的湖区的汇集过程,不仅是水量和水能的消耗过程,也是水質的变坏过程。所以全部河水及絕大部分的地下水都可以作为良好的农业用水,灌溉系数在18以上,滨湖低地地下水的質量稍差,灌溉系数在6—18之間、岱海湖水的灌溉系数在1.2—6之間,已不宜于灌溉,但以近年来处于淡化阶段,对发展养殖业尚无大碍。唯在历史上,其水量、矿化度、化学組成均曾有很大的波动,这可能是岱海过去沒有魚类生长的一个重要原因。     

金属富勒烯的合成和提取分离研究进展

金属富勒烯的进一步研究受到了合成量少,分离和提纯困难,效率低的限制.探索高效地合成和提取分离金属富勒烯的方法,对金属富勒烯的进一步研究具有重要的意义.分析和总结了目前电弧放电法高效合成金属富勒烯采取的手段、不同提取方法和提取剂与金属富勒烯提取效率的关系,介绍了金属富勒烯提纯的主要方法.     

米仓山-汉南隆起牛蹄塘组页岩稳定碳同位素组成及其意义

利用牛蹄塘组暗色泥页岩样品进行有机碳同位素(δ~(13)C_(org))、无机碳同位素(δ~(13)C_(carb))、氧同位素(δ~(18)O)、总有机碳(TOC)、微量元素测定,分析米仓山-汉南隆起区早寒武世古海洋环境及其与页岩有机质生产的关系。基于原始海洋巨大溶解有机碳库(DOC)和海洋分层理论,结合不同古海洋微生物种属碳分馏特征,描述米仓山-汉南隆起区早寒武世古海洋环境和有机质生产模式。结果表明:研究区牛蹄塘组页岩中获取的碳氧同位素具有良好的原始性,对研究区古海洋环境具有良好的指示意义;δ~(13)C_(org)明显富集轻碳同位素(~(12)C)显示强烈的负异常,分布在-34.032‰～-29.537‰,属于L型无定形有机质,且更富集轻碳同位素;δ~(13)C_(carb)明显富集重碳同位素(~(13)C),分布在-1.21‰～3.64‰;氧同位素δ~(18)O分布在-8.94‰～-3.5‰;研究区南北部碳氧同位素空间分布具有差异性,与南部西河乡剖面相比,北部宁强铁锁关和两河村剖面的碳同位素具较高的δ~(13)C_(org),偏正的δ~(13)C_(carb)和高的δ~(13)C_(carb-org),且δ~(13)C_(carb)与δ~(13)C_(org)呈明显的解耦关系而与δ~(13)C_(carb-org)线性相关;牛蹄塘组页岩碳氧同位素组成取决于海侵过程中藻类、化能自养、甲烷细菌、甲烷氧化菌等特殊的古海洋微生物种属分布或活动强度与上升洋流、海洋分层的有机结合。     

低聚噻吩/富勒烯混合液中分子大小相关的电子转移效率(英文)

为了洞悉有机太阳能电池中的光致电子转移机制,利用荧光光谱方法研究低聚噻吩(分别包含2个,4个和6个噻吩)与富勒烯(碳60,70和碳84)混合液中的荧光猝灭.研究结果表明低聚噻吩/富勒烯混合液中的电子转移效率依赖于低聚噻吩的链长及富勒烯的电子亲和力,并与基于Weller方程计算获得的结果是一致的.     

C_(60)碳分子及其“家族”

1985年9月以美国得克萨斯州休斯敦赖斯大学的化学家理查德·斯莫利(Richand E.Smalley)为首的一个研究小组在用大功率激光轰击石墨靶作碳的汽化试验时,发现了一些由偶数碳原子组成的碳分子。最早发现的是由6O个碳原子组成的C_(6O),其后又发现了C_(70)。现在已知,碳分子有一个庞大的家族。包括,C_(32)、C_(44)、C_(50)、C_(58)、C_(60)、C_(70)、C_(240)、C_(540)、C_(960)……等。最早发现的C_(60)碳分子的结构类似美国建筑设计师设计的一种圆顶建筑结构(由五角形和六角形拼接而成),该设计师叫巴克明斯特·富勒(Buckminster Fuller),所以斯莫利等化学家把这种碳分子命名为“富勒氏球”(Fullerenes)或“布基球”(Bucryball)。C_(60)还能生成种各种化合物。封2彩图上为“富勒氏球”家族。图中,1为“绒毛球或C_(60)H_(60),是一种完全氢化的C_(60),巴克明斯富勒氏化合物;2为“小兔球”,或C_(60)(OSO_4),由伯克利加利福尼亚大学的乔尔·M·霍金斯(Joel M.Hawkins)领导的小组人工合成的;3为“铂芒刺球”(Platinum-Burr Ball),{〔(C_2H_5)_3P〕_2Pt}_6C_(60),由杜邦公司中心的研究和开发部的保罗·J·费根(Paul J.Fagan)和约瑟夫·C·卡拉布雷西(Joseph C.Calabrese)开发出的,为了简化,图中省去了C_2H_5络化物的结构。     

氧-17同位素标记的三(对甲氧基苯)磷氧化物(~(17)O=P(C_6H_4OCH_3)_3)的合成及其结构表征研究

使用液溴氧化和水解有机磷的方法,合成了具有核磁共振活性的氧-17同位素标记的三(对甲氧基)磷氧化物~((17)O=P(C_6 H_4OCH_3)_3).本方法具有产率高(>90%,即92.0%),易纯化等优点.并使用多核核磁共振-~(31) P,~(17)O,~(13)C和~1H NMR谱,质谱,红外光谱和元素分析以及量化分子结构优化计算(DFT)对所合成的化合物进行了结构和性质的系统表征.