JACS:探索富勒烯和纳米管之间的阈值
艾玉 艾玉 2022-06-13

富勒烯是一种由碳原子组成的中空分子,形状呈球型、椭球型、柱型或管状,可广泛用于工业材料,电化学,催化剂,化妆品,抗癌药物等领域。过去的研究主要集中于C60和C70,对于碳原子数量更高的富勒烯异构体研究较少,这主要是由于随着碳原子数量的增加,异构体的数量急剧增加,空笼富勒烯的溶解度降低。为克服此障碍,可采用外面体/内面体功能化来进行分离和表征。然而,该种方法所得富勒烯的电子结构受到严重干扰,与原始富勒烯的电子结构几乎没有相似之处。因此,开发新的方法研究碳原子数在84以上的富勒烯对于 拓展其应用,探究其机理具有重要意义。

近日,埃朗根-纽伦堡大学的Dirk Guldi等人通过量子化学计算的方法,研究了C90和C100富勒烯的结构与性能。

 

本文要点:

1)该工作通过量子化学计算方法,研究了碳原子数从90到150区间的管状富勒烯的光学性能,研究结果表明,管状富勒烯对称性遵循光学带隙,呈现随富勒烯笼尺寸增加而减小的趋势。

2)该工作研究了一系列管状富勒烯的还原和氧化状态,通过三重态-三重态能量转移(TTET)实验,观察到衰变是三重态激发态的现象。

3)该工作探究了富勒烯和扶手椅型单壁碳纳米管的电子接受特性,发现了管状富勒烯管帽的形态结构对于富勒烯的电势正负有影响。


 

 

Christoph,et al,Exploring the Threshold between Fullerenes and Nanotubes: Characterizing Isomerically Pure, Empty-Caged, and Tubular Fullerenes D5h-C90 and D5d-C100,JACS,2022

DOI:10.1021/jacs.2c02442

https://doi.org/10.1021/jacs.2c02442


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