碳60材料和新型超导体K3C60最近研制成功

据悉,今年6月10日,北京大学化学系和物理系研究小组研制成功了碳60材料,经红外、核磁、质谱等方法测定,该材料的各项数据均接近国际水平。碳60,又称足球烯,是石墨、金刚石之后新发现的碳的第三种同素异形体。由于它具有含60个碳原子的稳定的球形结构,有可能成为新型的润滑剂或催化剂基体。若掺少量碱金属,碳60材料又具有超导性能。继碳60的合成成功,在7月9日,北京大学研究小组又与中科院物理研究所合作研制成功K_3C_(60),超导起始温度为17.9K。K_3C_(60)是一种碳60的碱金属化合物,一种新型的高温超导体,它的超导转变温度远高于已发现的各种有机超导体。上述两项最新成果说明了我国在高温超导研究方面继续走在世界前列。     

新型超导体K_3C_(60)最近研制成功

据悉,继碳60的合成成功,7月9日,北京大学研究小组又与中科院物理研究所合作,研制成功K_3C_(60),超导起始温度为17.9K,K_3C_(60)是一种碳60的碱金属化合物,一种新型的高温超导体,它的超导转变温度远高于已发现的各种有机超导体。这     

纳米碳分子——合成化学的魅力

碳材料的发展极大地推动了人类科技的进步。碳材料通过碳原子之间不同的键合方式、结构和排列，使其具有丰富的性质，并且更多新型碳材料还不断地被发现或合成出来。作为新型碳材料的纳米碳分子由于其本身所拥有的潜在优良性质，在有机电子学、材料科学如生物材料等领域具有广阔的应用前景，因此被誉为是未来最有开发前景的材料。在过去的四十年里，新型纳米碳分子的发现和创造已彻底改变了碳材料的格局，打开了一扇通往全新科学领域的大门。本文重点介绍了近年来具有新颖拓扑结构的纳米碳分子的结构特征以及如何通过有机合成的手段对其进行精准构筑。     

介孔碳材料CMK-3的合成及其吸附性能研究——介绍一个综合化学实验

介绍一个集物理化学、分析化学和无机化学为一体的综合实验——介孔碳材料CMK-3的合成及其吸附性能研究。实验通过合成具有高比表面积的介孔碳材料CMK-3,运用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附/脱附技术表征材料的形貌和多孔结构;考察了介孔碳材料CMK-3对水溶液中次甲基蓝染料分子的吸附性能。     

高温超导材料的表界面化学研究

超导现象早在1911年就为世人所知. 基于超导材料和超导技术广阔的应用前景, 一百多年来来自物理、化学、材料等不同领域的研究者们一直为发现新的、高超导转变温度(甚至室温)的超导材料而不断努力. 同时, 超导材料的表界面研究工作也越来越受到关注. 本文首先介绍了过去国内外研究者在铜基氧化物超导材料表面的一些分子吸附研究工作, 随后总结了最近在超导薄膜体系中界面效应对提高超导转变温度及其研究超导机制的意义, 着重揭示了表面/界面在超导研究和发展中的重要性.     

有机合成新型碳基纳米材料研究取得新进展

正近期,中国科学院理化技术研究所超分子光化学研究团队联合复旦大学、北京大学的科研人员利用光化学和有机化学的合成手段,在精确构建新型碳基纳米材料研究中取得新进展。相关研究成果已发表于国际化学期刊《美国化学会志》。大规模精确制备碳基纳米材料一直是材料合成领域的重要科学问题,这为发挥有机化学在合成复杂含碳分子方面的优势提供了创新机遇。     

通过Scholl反应合成螺烯类纳米碳分子的研究进展

近年来,通过有机合成方式构建的结构精确的纳米碳材料备受关注,展现出独特的性质和广阔的应用前景.将具有螺旋手性的螺烯与大尺寸的分子基纳米碳结合,产生了一类独特的手性纳米碳分子,在手性光学、手性光电子学及自旋电子学等领域具有潜在的应用价值.然而,由于其特殊的螺旋结构及分子内较大的张力,这类纳米碳分子的合成颇具挑战.在合成螺烯类纳米碳分子的几类常用方法中,Scholl反应条件温和且十分高效,被广泛使用.从合成的角度出发,详细综述了通过Scholl反应构建螺烯类纳米碳分子的研究进展,并对该领域未来的发展提出展望.     

过渡金属催化环加成反应合成八元碳环研究进展(2010～2020)（英文）

八元碳环结构广泛存在于天然产物、药物分子(如紫杉醇和瑞他帕林)和香料分子等功能分子中.许多含有八元碳环的天然产物如vinigrol和ophiobolin(蛇孢假壳素)都显示出较好的生物活性.因此,合成这些含有八元碳环的分子将会为药物化学、化学生物学、香料化学、材料化学和其它科学的发展提供分子基础.八元碳环的合成一直是有机合成化学中的挑战之一.为了迎接这一挑战,许多卓有成就的化学家发展出了许多金属催化的环加成反应以合成八元碳环,从而为高效、原子经济性和步骤经济性地合成目标分子提供帮助.在2010年时,我们曾经对利用过渡金属催化的环加成反应制备八元碳环这一前沿方向进行过总结.本综述总结了2010～2020年期间该领域的最新进展,内容包括新型环加成反应的发展、环加成反应的应用以及机理研究,希望可以为关注此领域的有机化学家提供一定的启发和有益的指引,同时鼓励更多合成化学家利用这些环加成反应进行各种功能分子的合成,并发展出更多用于八元碳环合成的高效方法.     

碳60化学修饰的合成设计

碳６０化学修饰的合成设计田慧洁，李福绵（北京大学化学系，１００８７１）１Ｃ６０的分子修饰纵观化学史，任何一种新物质的认识过程都蕴育着基础理论与合成应用的双方面突破，而且两个方向总是互相促进，齐头并进的。碳６０也不例外，关于碳６０化学反应性的研究，是碳...     

过碳酰胺分子合成条件优化、晶体结构及其热稳定性

采用四因素、三水平的方法研究了过碳酰胺分子合成中物料比、反应温度、反应时间、稳定剂的种类对合成收率的影响,获得了合成的最佳工艺条件。 在最佳合成条件下,测得过碳酰胺的产率可达到99%,活性氧含量最高可达到17.5%。 通过热分析方法研究了过碳酰胺分子热稳定性。 研究表明,温度超过65 ℃过碳酰胺含量和含氧量均迅速下降。 利用X射线单晶衍射仪测定了其晶体结构,使用Diamond软件解析出过碳酰胺分子的三维空间超分子结构及其氢键的连接方式。     

化学键理论对研究高T_C超导材料的作用

本文从化学键的观点出发综述了近年来高温超导体的合成。结构及性能关系,特别强调了化学在研究超导材料中的作用。     

以生物质为前驱体合成的碳材料在电化学中的应用

碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一。近年来,碳纳米技术的研究相当活跃,多种多样(针状、棒状、桶状等)的碳晶体层出不穷。合成的碳材料中主要有碳纳米管、石墨烯、碳纤维、碳球等。由于碳材料的高比表面积、高稳定性以及良好的导电性,使其在电化学中有广泛的应用。相比于传统的碳材料方法,直接用生物质为前驱体合成碳材料由于成本廉价、合成方法绿色简便,从而更易于大规模工业化生产。同时,用生物质合成碳材料时,会原位引入氮磷等杂原子,对碳材料的性能将产生很大的影响。生物质基碳材料以其优越的性能在燃料电池、超级电容器、锂离子电池等领域有着广阔的应用前景,成为很多金属材料的有效替代品。本文综述了以生物质为前驱体合成的碳材料在电化学中的应用。     

先进功能分子体系的设计与组装——从低维到多维

在设计、合成功能分子基元的基础上,综合考虑能量、结构和性质匹配的原则及小尺度下复杂的物理化学现象等关键科学问题,建立了自组装新方法,发展了尺寸与结构可控的分子聚集态结构材料定向、定维自组装技术,构建了大面积、高有序分子聚集态结构材料.并研究了有序异质和同质结构以及表界面问题,特别是界面活性、界面连接等关键科学问题.证明了分子聚集态材料中的性质和性能与形貌、尺寸和维数的强烈依赖关系.从合成化学新的视角出发,建立了合成碳的新同素异形体——石墨炔的新方法,并研究了石墨炔在信息技术、电子、能源、催化以及光电等领域的应用.这些研究对化学、材料科学、物理学、微电子学等基础科学研究以及基于这些学科的交叉研究具有重大的科学意义.     

石墨相氮化碳的液相合成及光催化性能研究进展

石墨相氮化碳是类石墨层状聚合物材料,因其特殊的能带和电子结构,近年来成为功能材料研究领域的热点.液相合成法具有温和多变的特性,是石墨相氮化碳合成的重要途径.本文作者就现阶段液相介质合成氮化碳的主要方法进行了介绍,主要包括液相电沉积、脉冲激光烧蚀、溶剂热合成法等.介绍了不同液相介质和合成参数对制备氮化碳材料晶型、形貌等的影响.同时就溶剂热合成氮化碳在光催化领域的研究进展进行了总结.在未来的研究中,液相合成法将极大的丰富氮化碳材料结构优化的途径,有助于推动多功能聚合物材料的深入研究.     

金属有机框架衍生碳纳米材料的精准合成与应用进展

碳基材料因其比表面积大、热稳定性和化学稳定性好而被广泛应用于化工、能源、环保等领域。金属有机框架(MOFs)材料具有结构丰富、比表面积大、电导率理想和孔隙率可控的特点，已经成为碳基材料优良的前驱体。以MOFs为模板，通过合成工艺调控以及特定官能团、元素掺杂等方式修饰后获得的功能性碳纳米材料，保留MOFs的特殊结构的同时，还可以调整碳材料结构组成与形貌特点，改善碳材料结构有序性等，达到精准合成的目的。此外，杂原子(如N、 S和P等)的引入也能提升MOFs碳基材料的性能，使MOFs衍生碳具有更加广泛的应用潜力。本文综述了近年来以MOFs为前驱体，利用不同MOFs的特点精准合成特殊结构的碳纳米材料，并总结了其作为吸附剂、催化剂以及电极材料的应用进展。     

含有七元碳环的有机共轭分子在光电材料中的应用

苯环是构成有机光电材料的主要单元,非苯系的七元环共轭体系则在有机光电材料中应用较少,直到最近几年才开始受到关注。由于七元环的前线轨道与六元环的明显差异和七元环容易被氧化而形成稳定的芳香性环庚三烯正离子的特点,它的引入可能给有机材料带来特殊的性能和应用。本文首先从历史的角度回顾了七元共轭碳环的发现、合成与结构研究。然后,对七元碳环共轭分子的结构骨架进行了分类,并对这些结构骨架的合成方法进行了总结。对七元碳环共轭分子在近红外吸收、有机场效应晶体管、有机太阳能电池、刺激-响应等领域的应用进行了重点介绍,并对该领域的发展前景进行了展望。     

β型线型碳及其应用研究

聚炔碳即线型碳。它是指以sp杂化成键为特征的单质碳,碳分子以共轭三键-（-C≡C-）。一型（α-型）和累积双键=（C=C）n=型（β-型）存在,是碳的一种同素异形体。线型碳可能是一种超强纤维和常温超导材料。近来由于其在生物医学上的应用更引起了国际化学界和材料科学的关注。由于线型碳的高生物相溶性、完全的抗尿盐腐蚀性、高化学惰性,可用作外科缝线、器官替代物等,在一定条件下线型碳还可能向金刚石、纳米碳管、富勒烯转化,     

超分子化合物｛[8-hydroxyquinolineH]_4~(4+)·[SiW_(12)O_(40)]~(4-)·2H_2O｝的水热合成、晶体结构及热稳定性

近些年来,合成和研究开发新型结构的有机鄄无机配合功能性材料日益成为人们关注的热点[1￣3]。金属杂多酸盐以其独特的分子结构及理化性质,已经成为构造新型分子功能材料的重要无机构筑块,作为电子受体的金属杂多酸盐可以与有机π电子给体如TTF、ET和有机金属茂合物结合,形成有机鄄无机复合物。该类化合物在光、电、磁、催化和超导领域有潜在的应用前景[4￣6],它们的结构不同,性质各异,其中一些具有超分子结构[7]。本研究通过水热合成法,合成了一种未见报道的Keggin结构硅钨酸盐超分子化合物｛[8鄄hydroxyquinolineH]44·+[SiW12O40]4·…     

金属有机骨架HKUST-1及其衍生材料在催化中的应用进展

金属有机骨架材料(MOFs)作为异相催化剂受到了日益广泛的关注。在众多经典MOFs结构中，HKUST-1及其衍生材料是研究最多的类型之一。HKUST-1具有原料简单、易于合成、结构稳定、孔隙率高等多种优点，在异相催化领域中具有广阔的应用前景。已有多种HKUST-1相关材料被用作催化剂，包括HKUST-1本身、缺陷型结构、负载活性客体分子的复合型材料以及HKUST-1衍生的多孔碳纳米材料等。本文围绕HKUST-1作为催化剂的结构设计以及在不同催化反应中的应用展开总结与介绍，以期为相关MOFs材料的设计和催化研究提供一定参考。     

芳炔类共轭大环化合物

芳炔类大环化合物是最近10年来新兴的一种富碳共轭大环状分子，迅速发展到 近100种，可在光、电、磁、纳米等功能材料中得到广泛应用，引起了人们极大的 兴趣，对芳炔类大环化合物的研究，特别是合成方法和性质进行了综述，并提出了 这一领域的发展方向和需要解决的重点课题。