● 摘要
作为一种新型的纳米材料，内嵌金属富勒烯吸引了世界范围内的研究兴趣。顾名思义，内嵌金属富勒烯就是将金属原子填充到碳笼之中而形成稳定的结构。内嵌金属富勒烯表现出独特的电子结构，还在生物医学方面也具有广泛的用途。因此，对于内迁金属富勒烯及新型结构的富勒烯的研究业已成为重要的研究方向。 本文首先采用目前制备富勒烯、金属富勒烯的常规方法即直流电弧放电法来制备金属富勒烯(Y2C2)@C82和Y2@C82。我们首先通过优化电压、压强、电流以及原子比例等的参数而得到较高产率的内嵌金属富勒烯，获得了较佳的制备工艺参数，最后我们选择在电压为40V左右、压强为600Torr左右、电流为140A、原子比例为Y:C=1:10的条件下进行内嵌金属富勒烯Y2C2@C82与Y2@C82的大量合成。 选择合适的溶剂提取反应所得的灰烬，将提取液离心分离，选择合适的色谱分离方法分离内嵌金属富勒烯(Y2C2)@C82和Y2@C82，并且获得Y2C2@C82(Ⅲ) 和Y2@C82(Ⅲ)，分析了它们的紫外可见红外吸收光谱，其中Y2C2@C82(Ⅲ)的特征吸收峰在670nm 和 875nm处，而Y2@C82(Ⅲ)的特征吸收峰在686nm 和 889nm处。 针对目前内嵌金属富勒烯的合成产率太低，致使成为限制其研究和应用的最大瓶颈。我们选择合适的催化剂，从高效液相色谱的谱图和飞行质谱谱图两个方面说明Si原子的引入对提高内嵌金属富勒烯(Y2C2)@C82的产率具有催化作用，并对Si的催化机理进行了深入研究。 另外，鉴于硅原子和碳原子属于同一主族，我们进而联想到是否存在硅的富勒烯。课题组利用直流电弧放电合成法对金属硅化物的富勒烯进行了探索研究，探讨金属硅化物的富勒烯和硅的富勒烯的存在，并提供了相应的质谱检测证据和数据分析。这对金属富勒烯的发展具有深远的意义。