新型金属富勒烯的结构与性质研究

Studies on novel metallofullerenes with new composition and structure play an important role in understanding the geometry, bond type and internal dynamics for molecular clusters. Meanwhile, investigations on the properties of such new metallofullerenes would be helpful to further apply and modify these carbon-based materials. Firstly, this subject will prepare and characterize hydrogen-containing metallofullerenes and then study the bond character between the hydrogen and other atoms as well as the effect of hydrogen on constructing complex structure. Secondly, chraracterization of Sc2C76, Sc2C74 and Sc2S@C74 will supplement the species with the number of carbon from 70 to 78, and this work will be beneficial to study the structural characteristics of metallofullerenes. Thirdly, it is important to study the relationship between the electrochemical property and these metallofullerene structure, and discuss the influence of chemical modification on metallofullerene structure and property.

研究新组成、新结构的金属富勒烯对于我们认识团簇分子内新奇的原子簇空间构成、成键方式与运动模式具有重要作用，同时研究这些新兴团簇分子的性质和功能，也将有利于人们进一步应用和改造这些碳纳米材料。本课题拟首先制备和表征含氢的金属富勒烯，探究氢原子在金属富勒烯中的成键特点与其在构建复杂结构中的重要作用；其次，表征Sc2C76、Sc2C74和Sc2S@C74的结构,这些分子将补充外层碳笼碳原子数位于70-78之间的金属富勒烯物种，从而可以更系统地总结与归纳金属富勒烯的结构；最后，探究新型金属富勒烯电化学性质与分子结构的关系，发掘化学衍生化对金属富勒烯结构与分子性质的影响，这些研究是对金属富勒烯分子极有意义的拓展和延伸。

研究新组成、新结构的金属富勒烯对于我们认识团簇分子内新奇的原子簇空间构成、成键方式与运动模式具有重要作用，同时研究这些新兴团簇分子的性质和功能，也将有利于推动这些碳纳米材料的应用。本课题以金属富勒烯的新结构与新性质为研究目标，制备和表征了几种新型的金属富勒烯分子，探究了这些分子的结构、成键、团簇动力学、氧化还原性,化学反应性等物理化学性质。研究了金属富勒烯的电子自旋与顺磁性质，利用加成反应、官能团修饰、分子组装等方法调控了分子的电子自旋特性。这些研究结果丰富了金属富勒烯的材料宝库，拓展了金属富勒烯的功能特性。三年时间项目发表SCI论文12篇,其中影响因子大于10的有3篇。