硼雜[60]富勒烯的合成

《硼雜[60]富勒烯的合成》是依託廈門大學，由張前炎擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：硼雜[60]富勒烯的合成
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張前炎
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

B雜富勒烯不僅會由於Homo軌道強烈局域化的影響，表現出類似N雜富勒烯的一些特殊物理化學性質，而且由於B原子的缺電子性，有可能成為有機太陽能電池的優秀受體材料，或在反應催化方面會具有非常重要的潛在套用。但是，自從Wudl教授發現N雜富勒烯以來的將近20年時間裡，B雜富勒烯依然停留在理論計算和質譜研究當中，宏量製備B雜富勒烯的課題始終沒有得到解決。本項目旨在製備得到巨觀量的B雜富勒烯或衍生物，突破雜富勒烯研究道路上的其中一個瓶頸。B和N原子的電子性質截然不同，如果模仿Wudl教授等合成N雜富勒烯的策略估計很難實現B雜富勒烯的合成。本課題以偌富勒烯為前體，然後通過與硼試劑反應，期望能得到B雜富勒烯或衍生物。偌富勒烯分子骨架當中空缺一個C原子，從空間距離或成鍵角度上看能夠滿足類似B原子的雜原子嵌入其骨架當中。突破B雜富勒烯製備這個瓶頸，將會填補雜富勒烯化學的又一個空白，給材料領域帶來新的希望。

結題摘要

硼雜富勒烯由於富勒烯骨架中嵌入缺電子的硼原子，性質非常特殊，作為一類重要的雜富勒烯過去二十年了一直是化學家想突破的一個難點。該項目探索了3年，我們沒有成功實現硼雜富勒烯的製備。但我們在利用有機合成的方法探索硼雜富勒烯的過程中，成功地最佳化了氮雜富勒烯的合成路線，另外對二聚氮雜富勒烯，氮雜富勒烯氫化物，及芳香基團單取代的氮雜富勒烯衍生物，嘗試了作為催化劑光催化氧化反應，單分子導電實驗等。單分子導電實驗首次發現氮雜富勒烯二聚體溶液在光照條件下二聚體和單體可以實現開關可逆。該工作為單分子尺度的富勒烯的電導研究工作打開了新的局面。另外，我們嘗試了燃燒法以及FVP等非有機合成方法製備硼雜富勒烯，雖然沒有成功製備得到硼雜富勒烯，但在研究中我們得到一些重要的中間體證明富勒烯C1和C2共同生長的重要機理。通過兩種不同類型的實驗比較，我們認為燃燒法、電弧放電法以及FVP等方法或許是製備硼雜富勒烯更好的方法。