Yb金屬富勒烯包合物及特殊結(jié)構(gòu)富勒烯的研究.pdf

1、富勒烯金屬包合物是一類基于富勒烯的新型材料。自從富勒烯金屬包合物可以被宏觀量合成以來(lái)，人們對(duì)其進(jìn)行了廣泛的研究。此論文對(duì)含鐿富勒烯金屬包合物的合成、分離、結(jié)構(gòu)表征及振動(dòng)光譜性質(zhì)進(jìn)行了研究。 通過(guò)優(yōu)化直流放電電弧法的實(shí)驗(yàn)條件和高效液相色譜的分離方法，合成并分離得到了一系列含鐿金屬富勒烯包合物：Yb＠c<,72>，Yb＠C<,74>(Ⅰ，Ⅱ)，Yb＠C<,76>(Ⅰ，Ⅱ)，Yb＠C<,78>，Yb＠C<,80>，Yb＠C<,82>(

2、Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ)，Yb＠C<,84>(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ)。其中Yb＠C<,72>，Yb＠C<,82>(Ⅳ)均屬首次分離得到。除Yb＠C<,72>外，其余富勒烯會(huì)屬包合物的純度都在98％以上，為下一步的表征提供了良好基礎(chǔ)。通過(guò)紫外可見近紅外吸收光譜表征了上述兩種首次分離得到的富勒烯金屬包合物。Yb＠C<,72>可能具有non-IPR結(jié)構(gòu)；Yb＠C<,82>(Ⅳ)可能具有與Yb＠C<,82>(Ⅱ)相似的電子結(jié)構(gòu)。 測(cè)試與分析了Yb＠C

3、<,74>(Ⅱ)與Yb＠C<,82>(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ)的拉曼與紅外光譜，同時(shí)結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道過(guò)的其它二價(jià)金屬富勒烯包合物的拉曼與紅外光譜，探討了不同金屬及不同碳籠對(duì)包合物的振動(dòng)性質(zhì)的影響?；诤?jiǎn)諧振動(dòng)模型，根據(jù)金屬-碳籠之間振動(dòng)的拉曼峰的頻率計(jì)算得到了Yb與C<,74>以及C<,82>之間作用的力常數(shù)，并由此進(jìn)一步證明了Yb在碳籠內(nèi)呈二價(jià)。不同的二價(jià)金屬與碳籠之間作用的力常數(shù)有一定差別，造成這種差別的原因可能是二價(jià)金屬離子與碳籠之間的作用除

4、了離子作用以外還有部分共價(jià)作用。不同大小的碳籠以及不同幾何形狀的異構(gòu)體碳籠對(duì)金屬-碳籠之間的振動(dòng)的影響都比較小。富勒烯金屬包合物的碳籠上的振動(dòng)一方面與碳籠的大小密切相關(guān)，其頻率近似與碳籠的質(zhì)量的1/2次方成反比；另一方面，不同的金屬對(duì)碳籠上的振動(dòng)有不同程度的影響。 在合成與分離Yb金屬富勒烯包合物的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了C<,68>的兩種異構(gòu)體。因?yàn)镃<,68>沒有符合獨(dú)立五元環(huán)規(guī)則的結(jié)構(gòu)，所以我們判定C<,68>具有非獨(dú)立五元環(huán)結(jié)構(gòu)。通

5、過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)提取C<,68>的最佳方式是在常溫氮?dú)獗Ｗo(hù)下用鄰二甲苯振蕩、超聲提取，而加熱回流的方式不利于C<,68>的提取。這說(shuō)明高溫可能會(huì)導(dǎo)致C<,68>的分解。C<,68>的一個(gè)異構(gòu)體的純度較高，但產(chǎn)量很低，利用紫外可見近紅外吸收光譜對(duì)其進(jìn)行了表征。C<,68>的另一個(gè)異構(gòu)體雖然產(chǎn)量較大，但其樣品中含有C<,70>以及C<,70>O，并且很難與C<,68>分離開來(lái)，根據(jù)該混合組分的色譜分離特性和Raman光譜，我們推斷C<,