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富勒烯高分子. 范斌 清华大学化学 01 班 2002 年 6 月 3 日. 一个很肤浅的问题：. C 元素有几种单质？. 富勒烯的发现. 1985 年， Kroto ， Curl, Smalley 1996 年诺贝尔化学奖 上世纪后半叶的重大科学发现之一 意义：一种全新的，具有复杂分子结构的单质. Prof. Sir H.W.Kroto. Buckminsterfullerene. Buckminster Fuller's Dome. C 60 的结构特点. 60 个顶点， 32 个面（ 20 个正六边形， 12 个正五边形） ;
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富勒烯高分子 范斌 清华大学化学01班 2002年6月3日
一个很肤浅的问题： C元素有几种单质？
富勒烯的发现 1985年，Kroto， Curl, Smalley 1996年诺贝尔化学奖 上世纪后半叶的重大科学发现之一 意义：一种全新的，具有复杂分子结构的单质 Prof. Sir H.W.Kroto
Buckminsterfullerene Buckminster Fuller's Dome
C60的结构特点 60个顶点，32个面（20个正六边形，12个正五边形）; sp2杂化，整个表面形成一个大的共轭体系。所以可以这样描绘C60的表面结构：
富勒烯的特殊性质 • 电阴性(electronegativity) • 导电性（共轭体系，超导） • 非线性光学性质（对称结构） • 分子容器
富勒烯应用上的缺点 一、不溶于水，只溶于少数有机溶剂。 二、结晶的机械强度不足，难以直接应用 解决的方法： 把富勒烯官能团固化到高分子中
一、含有富勒烯组分的高分子的基本类型 Basic types of fullerene-contained polymer 按照结构，主要分为以下六种：
1 富勒烯处于主链上的高分子(in-chain)，也称“珍珠项链型(pearl necklace)”。 富勒烯单元直接结合到高分子的主链中Fullerene in the backbone of the polymer.
2 垂吊型(pendant type) 高分子的侧链上挂有富勒烯。 Polymers bearing pendant fullerenes.
3 星射线型(starburst type) 富勒烯作为高分子的“联结枢纽”，从而组成带有交联结构的高分子。 Random polymers irradiating from a fullerene spheroid.
4 富勒烯终止链型(fullerene end-capped type) 富勒烯挂在高分子的链端上。 Polymers terminated by a fullerene unit.
5 树枝型(dendrimer) 富勒烯作为联结点将两个相似的高分子联结在一起，状如树枝与树根。
六 C60键合到基质表面的高分子衍生物 (matrix-bound) 主要有以下两种结构： A. Matrix-bound B. Coating
富勒烯高分子的聚合Polymerization of fullerene polymers • 由富勒烯分子直接参加的聚合反应 polymerization process carried out in the presence of fullerene • 由带有富勒烯的单体在对富勒烯惰性的条件下进行聚合反应 using a fullerene containing monomer and polymerization conditions that are inert to the fullerene reactivity • 富勒烯和带有活性基团的高分子的反应 reaction of fullerene with polymer that contain reacitve groups • C60键合到基质表面的反应 matrix-bound
1 由富勒烯直接参加的聚合反应 (the polymerization process carried out in the presence of fullerenes) （1） 对二甲苯和富勒烯的聚合反应是此类反应的典型。[2],[3],[4] (b) (x : y = 1.0 : 3.4)
全碳富勒烯高分子(all carbon fullerene polymers)的聚合反应 • 由C60的无氧薄膜或溶液直接聚合 [5]~[8] • 通过加热A C60(A=K, Rb, Cs)实现聚合 [9] (c)
2 由带有富勒烯的单体在对富勒烯惰性的条件下进行聚合反应 using a fullerene containing monomer and polymerization conditions that are inert to the fullerene reactivity • 两个典型的缩聚反应 [10](d)
3富勒烯和带有活性基团的高分子的反应 reaction of fullerene with polymer that contain reacitve groups • 典型反应：[11] (e)
4 matrix-bound 反应 • 典型反应：先将C60进行硅烷化反应，然后得到最终产物。[12](f) Matrix: Indium-tin oxide Quartz or Ge-Si multilayer Spacer group: Trimethylene Undecane Binding group: NH Pyridyl-OsO4 complex
我的工作： 在聚苯膜上掺杂C60 思路：
电化学方法制聚苯 已有成功的方法： 三氟化硼乙醚溶液（BFEE） 苯 不锈钢电极 恒电压1.7V —机械强度、导电性能良好的聚苯膜(PPP)
用聚苯练手 循环伏安法（Cyclic Voltammogram)
联想：可否加入C60一试？ 加入C60以前 加入C60以后
IR Spectrum （薄膜先用苯反复洗涤）
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