笼内金属富勒烯的合成与分析

自1985年,Smalleyr等人首次在飞行时间质谱仪中检测到C60以来,富勒烯碳原子族的研究便不断深入,最初发现的激光蒸发含稀土化合物的石墨只能得到微量的金属富勒烯,仅限于质谱检测,直到1990年,Kratschmer等人采用石墨电子弧放电首次得到宏观量的富勒烯,才使得富勒烯研究进入了实质性的研究阶段。富勒烯及其化合物的分子结构确定对于研究这类化合物无疑是非常重要的,红外光谱、核磁共振、X射线衍射、质谱以及电化学方法都是非常重要的手段。在富勒烯研究中,质谱是相当重要的,在80年代中期的富勒烯以及富勒烯衍生物如金属富勒烯多面体都在质谱中首次发现的。电弧法成功地得到富勒烯后,质谱因其灵敏度高、用量少、简便、快速等优点,成为富勒烯化合物物理化学性能研究以及结构表征工具,其中激光解吸电离为软电离技术只给出化合物分子质量而不产生碎片离子,已成为研究富勒烯首选的重要工具。     

CoC60(OH)的合成及氧化还原性能

富勒烯独特的电子及空间结构 ,使富勒烯及其衍生物具有特殊的物理化学性能[1 ,2 ] 。在富勒烯金属化合物方面 ,如碱金属原子可以与C60 键合成类“离子型”化合物而表现出十分良好的超导特性[3] 。过渡金属也能与富勒烯形成稳定的过渡金属富勒烯化合物[4] ,此类化合物可能具有与碱金属富勒烯化合物不同的性能 ,如Pd和C60 形成C60 Pdn后具有良好的催化性能[5] 。最近Chi等[6] 合成出稀土富勒烯化合物Sm3C70 ,并且认为Sm与C70 是以共价键的形式结合。研究的主要目的是通过研究富勒烯衍生物结构与性能之间的内在联系规律 ,以期在开发应用方…     

我国国家科学基金化学科学重大项目简介

过渡金属原子簇化合物化学的研究——项目简介之十一过渡金属原子簇化合物的主要特征是:过渡金属原子一般形成多面体骨架,经常通过金属——金属键联结起来,周围配位着各种形式的若干非过渡元素原子或基团.这类化合物是近年来国内外十分活跃的化学前沿研究领域.首先,生物无机化学的研究表明,许多酶和蛋白(特别是金属酶)的活性中心是钼、铁、铜等过渡金属和硫等非过渡元素组成的簇合物,因此开展钼铁铜硫簇合物的基础研究,对于阐明酶和蛋白活性中心的作用机理进而实现化学     

外电场对N@C60, P@C60, As@C60分子结构和性质的影响

用量子力学方法研究了N@C60, P@C60, As@C60分子的几何和电子特征. 计算结果表明, 形成富勒烯包合物后, 碳笼只有微小的变形, 3种内包原子在笼中处于不同的位置, 碳笼与内包原子之间有明显的电荷转移和自旋轨道相互作用, 生成能分别为6.32, 70.88, -53.05 kJ/mol. 内包原子的3个单占据分子轨道(SOMO)能量变化很大, 并由于和碳笼作用而发生劈裂. 在外电场作用下, 分子的电子密度沿电场方向发生转移.分子的能量随外加电场的增强而降低. 分子轨道能级、能隙及SOMO轨道的能量和能级劈裂也发生了变化.     

金属氮化物富勒烯MSc_2N@C_(76)的计算研究

内嵌金属富勒烯是一类具有新奇性质的富勒烯基化合物.最近,含有七元环的非经典内嵌金属富勒烯被实验报道.然而,因结构的多样性和计算量的挑战性,目前尚无有关非经典内嵌金属富勒烯的系统计算研究.本文采用密度泛函理论方法和拓展的螺旋算法,系统考察了C_(76)的经典结构和非经典结构的内嵌金属氮化物富勒烯MSc_2N@C_(76)(M=Sc,Y,La).结果显示,非经典内嵌金属富勒烯与经典内嵌金属富勒烯是竞争性的,且它们之间可以通过Stone-Wales旋转或C_2插入、挤出而实现相互转化;非经典富勒烯在内嵌金属富勒烯的形成过程中发挥了重要的作用.     

Sm金属富勒烯的高效提取和电化学性质研究

在金属富勒烯 [1]的形成过程中 ,存在从金属到碳笼的电子转移 .La系金属富勒烯中 ,金属原子转移 2或 3个电子给碳笼形成 + 2或 + 3价的金属离子和带有大量负电荷的碳笼 .尽管如此 ,金属富勒烯仍具有良好的接受电子的能力 [2 ,3] .大多数的 La系金属富勒烯 ( Y,La,Ce,Pr,Nd,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,L u)的电化学方法研究表明 ,它们可以接受 5到 6个电子 ,但是 ,Sm的金属富勒烯的氧化还原性质尚未见报道 ,其主要原因是 Sm金属富勒烯的合成产率低 ,仅是 La金属富勒烯的 7% ,从而使得其分离非常困难 ,需要通过多步 HPLC循环才能得到 [4 ,5] ,高…     

含镧金属富勒烯不同溶剂的高温高压提取

将金属原子或离子置于以Ｃ６０、Ｃ８２为代表的富勒烯笼内形成金属富勒烯包合物是目前富勒烯研究的热点课题［１～３］．合成的金属富勒烯常伴随生成较难分离的空心富勒烯,传统的索氏提取法效率又较低,使得金属富勒烯的深入研究受到限制［１,２］．本文采用改进的高温...     

洋葱状富勒烯电磁特性的研究

采用水下直流电弧放电法(DC arc-discharge in water)和化学气相沉积法(CVD)分别制备了单纯和内包金属纳米Fe颗粒的纳米洋葱状富勒烯(NOLFs). 用XRD、FESEM和HRTEM对两种产物的结构进行了表征和分析；用HP8722ES矢量网络分析仪测试了两种不同的NOLFs在2～18 GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率, 并与石墨和活性炭进行了对比. 结果表明, 两种NOLFs都有较高的复介电常数和介电损耗; 内包金属纳米Fe颗粒的NOLFs有磁损耗.     

金属簇络合物的催化反应

近十年来,出现了各种各样的多核金属络合物,并称该类物质为金属簇(Cluster)。金属簇可以认为是以几个(三个以上)甚至十几个金属原子组合而成的小集团作为反应基本单位的络合分子。簇中的金属原子可以排列成三角形或多面体形结构,极大多数簇的中心位置是空的,也有少数簇如铑、金等具有中心原子,在金属原子周围围绕各种配位体形成一个单元核体。一般作为簇的配位体是卤素、硫、氢等原子,也可以是烷基、一氧化碳、氧化氮、膦、烯烃、炔烃、双烯烃、异氰基、以及氰化物等,也有少数亚族元素没有配位体,而是裸露金属离子,如B_5~(3 ),Te~(2 ),     

三元金属二硫化物纳米管的制备

1992年和 1 993年 ,Tenne等[1,2 ] 先后报道了具有类富勒烯和纳米管状结构的 WS2 和无机类富勒烯 Mo S2 .此后 ,无机类富勒烯化合物的制备与合成成为国内外学者的关注热点之一 .但采用化学方法制备纳米金属二硫化物时 ,多面体或洋葱状结构的 Mo S2 或 WS2 晶体的形成概率小 (这与碳的情况相似 ,也许通过扩展反应区内的温度梯度可以增加形成上述两种结构的可能性 [3] ) .另外 ,采用气固相反应制备洋葱状 WS2 的过程中 ,当每批次的量超过 1 5g时 ,无机类富勒烯 (IF)纳米颗粒的质量降低 ;同时 ,若滤筛中粉末厚度过大 ,相当大的凝聚团块开…     

新型内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的合成、结构与性质*

内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的发现极大地扩展了内嵌富勒烯家族。内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯是一类新型的内嵌富勒烯,其内嵌物为由2-3种不同的金属组成的氮化物原子簇。本文首先介绍了新型内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的发现、合成和分离方法,并对目前所分离出来的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯进行了分类。然后总结了目前所报导的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的结构表征手段,对于不同的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的分子结构分别进行了阐述。最后着重讨论了内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的特殊电子性质以及物理和化学性质。本文还对内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯潜在的应用前景作了展望,在内嵌具有不同物理性质的两到三种金属原子的基础上,所形成的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯有可能兼具不同金属原子各自的性质,从而成为多功能综合的功能材料。     

聚硅氧烷负载富勒烯铂配合物的合成及其催化性能

对 C60 及其衍生物的金属化合物催化性能的研究表明 ,以富勒烯为基体的催化剂对许多化学反应具有独特的催化活性 ,这方面的研究是富勒烯科学的一个重要发展方向 ,并显示出良好的应用前景 .但在已有的工作中 ,研究的主要是 C60 的小分子金属配合物、有机金属复合物以及纳米级金属吸附在C60 的表面所形成的金属 - C60 混合物等的催化性能 ,而有关高分子负载富勒烯金属配合物在催化方面的应用较少报道 [1～ 5] .富勒烯是一个具有独特球形 π电子体系的弱电子给体 ,且体积庞大 ,它的引入势必会改变高分子负载催化剂金属活性中心的局部电荷密度…     

富勒烯金属有机配合物的研究进展

介绍了近几年来富勒烯金属包合物、富勒烯球体与金属键联形成的配合物、富勒烯有机衍生物与金属原子形成的配合物以及富勒烯-有机金属配合物形成的共晶的研究进展.     

内嵌金属碳氮化物团簇富勒烯的稳定性与生成机理

对新结构富勒烯金属包合物的探索是富勒烯领域中的研究重点。本文从内嵌团簇与富勒烯碳笼尺寸匹配的角度出发,对基于金属碳氮化物团簇的新结构富勒烯金属包合物进行了研究。通过量子化学计算研究了M_3NC团簇(M=Y,La,Gd)内嵌在D_2(186)-C_(96)和D_2(35)-C_(88)分子中所形成包合物的稳定性和电子结构,发现富勒烯碳笼接受内嵌团簇转移的六个电子形成了稳定结构。结合文献已报道过的Sc_3NC@I_h(7)-C_(80)分子,阐明了M_3NC团簇与富勒烯碳笼之间的尺寸匹配效应,并发现D_2(186)-C_(96)、D_2(35)-C_(88)和I_h(7)-C_(80)三种富勒烯碳笼均具有五元环均匀分布的结构特点。我们对富勒烯之间的转变路径进行了研究,提出了不含Stone-Wales异构化过程的富勒烯直接生成机理,即可以通过增加碳原子的过程使五元环重排,在保持稳定性结构单元的同时转变为更大碳笼。     

有机富勒烯化合物的逆环加成反应

逆环加成反应是富勒烯衍生物的一种重要反应。在还原、氧化或加热条件下,许多富勒烯衍生物的加成基团会从富勒烯骨架上断开,得到富勒烯母体,是富勒烯环加成反应的逆反应。该反应与富勒烯环加成反应结合,已被应用于富勒烯化学中保护/去保护基团方法,对于选择性制备富勒烯及其衍生物具有重要意义。然而由于逆环加成反应的存在,引起了有机富勒烯化合物的不稳定,从而可能影响其在实际中的应用。最近,我们研究了一系列含有亚胺酯杂原子环结构的富勒烯噁唑衍生物在电化学还原下的稳定性,结果表明加成基团之间存在的分子内C-H…X（X = N,O）氢键对化合物的稳定性可能起着较为关键的作用。在此,我们将结合我们的工作对有机富勒烯化合物的逆环加成反应进行综述。     

过渡金属硫族化合物纳米管的研究进展

主要介绍了过渡金属硫族化合物MX2(M=Mo，W，Nb，Ta，Ti，Zr，Hf，Re；X=S，Se)纳米材料的研究进展，综述了该类无机富勒烯纳米管的制备、生长机理及应用。由于该类纳米管包含金属与非金属组成，有别于单一成分的碳纳米管，其在原子探针、催化、储氢、储锂等方面的应用前景广阔。     

卟啉-富勒烯络合物的合成

按照卟啉与富勒烯连接方式的不同,卟啉-富勒烯化合物可分为共价键连接和非共价键连接两种类型.共价键连接的卟啉-富勒烯化合物主要是通过环加成反应来合成,如1,3-偶极环加成反应、Diels-Alder环加成反应和Bingel-Hirsch环加成反应;非共价键连接的卟啉-富勒烯化合物主要是通过金属的轴向配位及氢键得到.本文综...     

化学短程序和中程序的Voronoi多面体分析

液体和玻璃中的化学短程序是其物理模型的一个基本问题.Voronoi 多面体的计算和统计,提供了一种研究原子间短程化学有序的方法.然而,Voronoi 多面体只能描述原子最近邻的局域堆垛结构,为考察化学有序与距离的关系,特别是短程序、中程序及其间的过渡,我们提出Voronoi 多面体套的概念,并建立了它的计算方法.Voronoi 多面体套(详称胀套Voronoi 多面体)是Voronoi 多面体的直接推广.随着胀套级的递增,它由近到远地描述了原子的各层次的近邻之堆垛结构,细致地刻划出化学有序     

富勒烯配合物η2-C60[Ru(NO)(PPh3)]2的合成与表征

从1985年Kroto等[1]发现富勒烯至今, 其在化学、材料和物理等领域已有较多的研究[2～8]. 目前有关C60取代的金属小分子配合物(如羰基、亚硝酰基等)的研究方兴未艾. 而以NO为配体的亚硝酰基金属富勒烯配合物仅有数例[2,3], Green等[3]在研究以CO和NO为配体的金属富勒烯系列化合物的合成中, 认为C60不能与Ru(NO)2(PPh3)2发生反应. 本文利用Ru(NO)2(PPh3)2与C60反应首次合成出η2-C60[Ru(NO)(PPh3)]2配合物, 并对其进行了表征.     

由氢键连接的三个金属-有机网状化合物的合成、结构及半导体性质（英文）

以2,4,6-三(1-吡唑基)-1,3,5-三嗪(TPTz)与不同金属离子进行溶剂热反应,得到了3个氢键连接的金属-有机网状化合物。实验发现TPTz的水解产物6-(1-吡唑基)-1,3,5-三嗪-2,4-二酚(H_2L)在反应中起到了实际的配位作用。单晶结构分析表明,它们是同构化合物,分子式为[M(HL)_2]·2H_2O(M=Zn,1;Co,2;Mn,3)。每个中心金属原子分别与2个吡唑基上的N、2个吡嗪环上的N和2个水分子中的O形成六配位的结构。2个HL与1个中心金属配位形成一个零维的金属一有机配合物小分子,这些小分子通过氢键连接进一步拓展为二维层状结构。紫外一可见漫反射(UV-Vis DRS)分析结果表明,这3种化合物都是宽系半导体材料,其带隙宽度分別为3.80(Zn),3.30(Co),3.27(Mn)eV,其半导体性质同中心金属原子表现出明显的相关性。