2。2 实验方法 11
2。2。1 液液界面法(LLIP) 11
2。2。2 液液界面法的改性 14
2。2。3 实验条件参数的探究 15
2。2。4 实验的分析方法 16
2。2。5 实验结果以及讨论 17
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 引言
1。1 富勒烯C60的简介
碳元素以其独特的物理化学性质和多种多样形态广泛的存在于地球上,同时,它也是产生生物的基础,是一切生物体的骨架元素。在人体中,它占总重量的18%左右,换句话说,没有碳元素,就没有生命。论文网
早期时,那时候人们已经发现了金刚石和石墨这两种碳元素同素异构体。随着人们科技的发展和进步,人们发现了碳元素的其他异构体,如无定形碳,碳纳米管,石墨烯,石墨炔的相继发现,使得碳元素的大家庭成员逐渐增加。富勒烯( fullerene) 是继无定形碳、金刚石、石墨、碳纳米管、石墨烯和石墨炔之后人们发现的碳的同素异形体,它是指具有笼状结构碳原子团簇的统称。在富勒烯大家族中,C60分子最为稳定的,富勒烯C60的分子直径是0。71nm,它还具有鲜明的结构特征和活泼的化学反应性[1]。
1985年,Curl、Kroto和Smalley等采用激光来蒸发石墨的方法合成了微量的C60,并且,他们还提出了C60是具有完美二十面体的分子结构模型,并且将其命名为Buckminsterfullerene[2], 简称为富勒烯(Fulleene)。富勒烯C60的发现立即引起了各个国家科学家的重视和研究,经过研究发现,C60还具有其他特性,比如三维共轭、很强的电子亲合力和还原性独特的物理化学性质的特性,逐渐发展为材料科学前沿的领域。但是,激光蒸发石墨法产量很低,成为了富勒烯研究的一大瓶颈。
1990年,Kraschmer[3]等在氦气气氛下对石墨棒持续加热,制备和分离出了常规量的C60,使得人们对富勒烯的性质和应用进一步的研究。随着科学研究的发现,将富勒烯C60引入纳米结构材料后,物理化学性质和性能都有较大提高,而且表现出优异的光电,磁力,催化等性能[4-5]。因此,富勒烯C60纳米材料的研究发展逐渐成为众多研究热点课题,越来越多的科学家来加入富勒烯研究的大军。
1。2 富勒烯C60的结构性质
1。2。1 富勒烯C60的结构
在富勒烯的大家族中,C60是最稳定的,它是由60个碳原子组成的分子,因为其形状类似于足球,我们通常也叫它足球烯。如下图[6]所示,我们可以看作是一个二十面体截去当面而得到的三十二面体,由十二个五边形的面和二十个六边形的面所组成,其中,每一个五边形面均与相邻五个六边形面是公边的,而每一个六边形则将十二个五边形彼此间分开[7]。同时,它的键型与石墨分子的键型比较相似,是由每一个碳原子和周围其他相邻的三个碳原子形成两个单键和一个双键。
图1。1 C60的分子结构示意图
其中,五边形环中键为单键,键长约为0。145 nm,两个六边形环公共边则为双键,键长约为0。138 nm,总共统计有三十个双键。这些单键和双键的杂化,既不像石墨那样的sp2杂化,也不像金刚石sp3杂化,而是一种介于两者之间的杂化方式。C60分子中,每一个碳原子与周围其他相邻的三个碳原子是采用sp2。28杂化形成三个σ键,然后以sp0。09杂化形成了π键。60个π价的电子是离域的,它们分布在整个碳球上形成一个大π键。文献综述