[01125366]富勒烯类纳米碳材料可控合成、结构调控及功能化金属负载

富勒烯分子由于其独特的结构和性质受到广泛的重视。金属富勒烯可集富勒烯和金属的优点于一身,在生物医药、新能源材料和纳米电子等领域显示了潜在的应用前景,成为富勒烯领域近年来的研究热点之一。 本项目通过建立高效率金属富勒烯的分离方法,系统地纯化多个系列的大碳笼富勒烯、管状富勒烯以及金属富勒烯,通过与不同的共晶试剂超分子组装成单晶体系,进而利用X-射线单晶衍射鉴定金属富勒烯的结构。分离、合成得到多种金属系列金属富勒烯,含8个Sm金属富勒烯异构体Sm@C2n（n=40, 41,46,47）。在此基础上,深入探索了不同的条件下金属富勒烯的生成规律,这对于金属富勒烯的高产率合成提供了重要的信息。通过理论化学计算,考察内嵌金属的价态与配位环境,电荷转移特性,揭示内嵌金属物种与碳笼的化学键本质及其电子结构和物理化学性质关系,揭示了内嵌金属富勒烯金属的与碳笼间的电荷转移和轨道相互作用,从而深入认识金属富勒烯体系特殊的化学成键本质。 本项目获批国家自然科学基金5项,省基金杰青项目、省科技计划项目等3项省级项目支持,累计支持金额445万元,相关研究结果在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Eur. J., Chem. Commun., Inorg. Chem., Meospor. Micropor. Mater., Mater. Res. Bull. 等国际权威期刊上发表SCI论文27篇,总影响因子171.2,他引549次。其中,10篇代表作影响因子达110.4,他引316次。 世界上最小碳管C90成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上,并成为期刊 “热点”论文,被评为美国ALS新成果,得到《科学时报》在要闻栏详细报道。浙江省自然科学基金委报道了最大内嵌Sm金属富勒烯S㎡@C104的研究工作。相关成果得到了Nat. Mater.、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等高水平期刊引用。