改进中的C60制备方法

碳60(C_(60))是近年来继高温超导材料之后的又一重大科学发现.长期以来,人们一直认为纯碳只有两种晶体形式:层状分子结构的石墨和正四面体结构的金刚石.1985年,美国物理学家克罗托(Kroto)等人发现了一种由60个碳原子组成的球状全碳分子,从而打破了这一传统观念,开辟了一个崭新的研究与应用领域.C_(60)的正式名称是巴克明斯脱富勒烯烃(Buckminsterfullerene),简称富勒烯(Fullerene),也有人把它叫巴基球(Bucyball)或球烯,因为其结构形似足球.C_(60)以其独特的结构与性质,不仅在化学、     

一种新物质———“布基球”

<正> 人们早已知道碳元素有两种存在形式,即石墨和金刚石,一软一硬,但都是碳的同素异性体,前者是层状结构,后者碳原子取回面体结构,现在又发现碳的第三种存在形式,即“布基球”——C_(60)、C_(70)等,其中C_(60)是由60个碳原子组成的有60个顶点的多面体结构,并已测得它的x一光照片证明了这一结构。目前已制得碳原子数为60、70、76、84、90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。     

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.     

C_(60):一种新型的碳素

C_(60)分子的六十个碳原子,组成一个削顶的二十面体,每个碳原子就分布在其顶点上。C_(60)分子又构成了二种晶格类型即立方面心(FCC)和六方密堆积(HCP)结构,生产C_(60)有二种方法:即激光蒸发石墨和直流电弧接触石墨,它们广泛地被用于材料的制备和天文物理研究。     

铝掺杂富勒烯储氢研究:氢分子形成双层结构

利用密度泛函理论对铝(Al)掺杂富勒烯(C_(60))体系的储氢性能进行研究.计算结果显示单个Al原子吸附的最佳位置是在C_(60)表面碳五元环的中心位置,并形成稳定的Al-C_(60)团簇结构.当多个Al原子掺杂C_(60)时,12个Al原子吸附在C_(60)的碳五元环正上方具有最低的吸附能,并形成稳定的Al12-C_(60)团簇结构.当氢气与Al掺杂C_(60)的团簇相互作用时,C_(60)上碳原子的吸附使得氢气吸附在Al原子的侧位比吸附在Al原子的顶位更稳定.当多个氢气分子吸附时,102个氢分子形成稳定的双层结构并吸附在Al12-C_(60)上,体系的储氢质量分数能达到16.44%,其中第一层氢分子主要同两个临近的Al原子以及C_(60)相互作用,第二层氢气分子同近邻的Al原子和第一层氢气分子相互作用.     

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.     

加成产物C_2H_5C_(60)H结构和光谱的理论研究

用INDD系列方法对C_2H_5C_(60)H的1,2-加成和1,4-加成产物的结构进行了理论研究,表明1,2-C_2H_5C_(60)H具有C_5对称性,1,4-C_2H_5C_(60)H没有对称性,且1,2-C_2H_5C_(60)的总能量低于1,4-C_2H_5C_(60)H。以优化构型为基础计算了两种异构体的电子吸收光谱,讨论了光谱红移的原因,同时讨论了产物的NMR谱。     

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.     

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.     

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。     

Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子制备及其超级电容器电极特性

以甲烷作为碳源气体,块体锰作为原料,采用一种简单的直流电弧等离子体法成功制备了Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子,用于高性能超级电容器的电极材料.所制备的Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子平均直径为30~35nm.拉曼光谱结果显示石墨碳壳具有良好的导电性.通过循环伏安、恒电流充放电及电化学交流阻抗谱对Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料进行电化学性能分析,结果表明其具有高比电容、快速充放电等优异的电化学性能.在扫描速率为1mV/s时,比电容最高可达185.8F/g.同时具有良好的循环稳定性,在100mV/s扫描速率下1 000次循环伏安测试后,比电容仍保持为最初的88%,与单纯Mn_7C_3(79%)相比,有明显提高.Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料优异的电化学性能归因于其良好的核壳结构,富缺陷碳层具有良好的导电性,有助于离子的传输和结构的稳定,而内核Mn_7C_3主要产生赝电容,在C和Mn_7C_3的协同作用下产生双电层和赝电容双模式储能机制.     

硫辅助填充高压Fe_5C_2/Fe_7C_3单晶相的少壁碳纳米管研究（英文）

硫可以用作生长促进剂制备具有不同形态的碳纳米结构,例如:Y型和海胆状结构,单壁碳纳米管(SWCNTs),双壁碳纳米管薄膜等.此外,研究表明低浓度的硫和低气体流量可实现碳纳米管中高压Fe_7C_3和Fe_5C_2相晶体的填充.然而,碳纳米管中高压相的填充条件以及连续垂直取向的碳纳米管薄膜的合成和形貌控制的条件尚需进一步研究.本文采用化学气相沉积(CVD),使用硫和二茂铁的混合物作为生长促进剂和碳源,在氩(Ar)气环境中将Si/SiO_2基底作为局部生长区域,实现了在碳纳米管内填充碳化铁相,并通过对所得碳结构进行详细表征,揭示填充的碳化物相(Fe_5C_2和Fe_7C_3)之间可能存在结合,这些结果在磁数据存储方面将有潜在应用.     

美国科学家继发现C_(60)和C_(70)碳分子后又发现C_(76)

加利福尼亚的化学家已证实存在称之为“富勒氏球”的空心碳分子家族的第三个成员。前两个成员是高度对称的形状像英式足球的C_(6O)和形状像橄榄球的C_(7O)。而新的碳分子有76个碳原了,形状稍有扭曲。发现这种碳分子的研究小组在本周(1991年9月的第二周)的《自然》杂志上称它是自然界最吸引人的分子结构之一。最简单的“富勒氏球” C_(60)是已知的最对称的分子,它的碳原子总共是6O个,点有等价的位置,这意味着分子的核磁共振谱具有单一的峰值。较复杂的C_(70)的核磁共振谱则具有5个峰值。     

C_(60)~2-单态Jahn-Teller畸变和电子吸收光谱的量子化学研究

用INDO系列方法,对C_(60)~2单态进行几何构型全优化,得到三种不同对称性的构型,D_(5d)、D_(3d)、D_(2h)。计算表明C_(60)~2-确实发生了Jahn-Teller畸变,D_(5d)有四种原子七种键,D_(3d)有六种原子十种键,D_(2h)有九种原子十五种键,而C_(60)~2-的额外负电荷主要分布在赤道附近。以这三种构型为基础分别计算了C_(60)~2-单态的电子吸收光谱,说明C_(60)~2-的基态不是单态而应该是三态。     

C_6H_6与AgCl分子间相互作用本质的量子化学研究

用高精度量子化学CCSD(T)方法,优化C_6H_6…AgCl复合物几何结构,发现两种可能存在的构型,其中较稳定的一种具有Cs对称性,Cl-Ag指向苯环碳-碳键中心,另一种具有C6v对称性,Cl-Ag指向苯环中心,它们的结合能分别为-93 k J/mol和-69 k J/mol,C_6H_6与AgCl的相互作用远大于C_6H_6与HCl的作用。SAPT对称匹配微扰理论能量分解分析结果显示,在C_6H_6与AgCl分子间的π…Ag相互作用中,诱导作用是主要的吸引作用,色散及静电作用的贡献较小,然而C_6H_6与HCl相互作用则是以静电和色散为主要的吸引作用。     

C_(60)的制备及其应用

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。     

C_(60)几种典型化学反应研究进展

本文对C_(60)的化学反应作了较系统的论述,分析表明C_(60)是个超级烯烃,能与多种试剂进行亲电、亲核及自由基类型的加成反应,其л电子还可以与过渡金属形成有机金属络合物,另外C_(60)还具有不同于烯烃的性质,那就是在其笼内外包含或掺杂多种金属及其离子,形成夹心化合物或有机超导体,这是由C_(60)的特殊结构所决定的。     

缸内直喷型汽油车起动工况颗粒组分排放特性

以一辆国V排放均质燃烧模式缸内直喷型(GDI)汽油车为研究对象,分析了该GDI汽油车25℃冷机起动、25℃热机起动、5℃冷机起动等不同起动条件下GB18352.5—2013Ⅰ型试验的颗粒质量、数量排放及组分特性.结果表明:该车产生的颗粒物质量、数量排放受起动条件的影响较大,5℃冷机起动的颗粒物质量、数量较高;颗粒排放的碳质组分中有机碳约为总碳排放的81%,25℃热机起动有机碳与元素碳比例变化不大,5℃冷机起动有机碳比例降低15%;颗粒可溶性有机物(SOF)组分主要以脂肪酸和烷烃为主,25℃热机起动SOF组分变化不大,5℃冷机起动多环芳烃(PAHs)比例增大24倍;脂肪酸主要是C16:0和C18,受冷、热机起动和环境温度变化影响较小;烷烃主要是C_(24)H_(50)、C_(25)H_(52)、C_(26)H_(54)和C_(27)H_(56),受冷、热机起动影响不大,受环境温度变化影响较大;PAHs主要是中环和高环芳烃,受冷、热机起动和环境温度变化的影响均较大.     

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.