富勒烯 从基础到应用

本书为“低维材料与器件丛书”之一。本书基于作者多年的科研工作，并结合国内外的近期新研究进展比较系统地介绍了富勒烯的发现、结构、合成、分离、形成机理、物理性质、化学性质及高分子化学等相关基础知识，对富勒烯的产业化开发和应用作了回顾与展望。全书共分10章，涵盖了目前国内外有关富勒烯的近期新研究成果。

总序
序
前言
第1章富勒烯的发现1
1.1星际尘埃的难题2
1.2超级机器4
1.3捉摸不透的信号8
1.4巴克明斯特富勒烯12
1.5C60的预言和神秘信号14
1.6从怀疑到证实17
1.7自然界中富勒烯的发现19
参考文献20
第2章富勒烯的结构23
2.1富勒烯的结构特点23
2.2独立五元环规则24
2.3富勒烯的结构表征方法25
2.4空心富勒烯31
2.5内嵌富勒烯53
2.5.1碳笼结构54
2.5.2内嵌物结构57
2.6杂富勒烯58
2.6.1氮杂、磷杂富勒烯59
2.6.2硼杂富勒烯63
2.6.3硅杂富勒烯63
2.6.4氧杂、硫杂富勒烯64
2.6.5硼氮杂富勒烯65
参考文献66
第3章富勒烯的合成78
3.1石墨电阻蒸发法和直流电弧放电法78
3.2苯火焰燃烧法80
3.3激光蒸发法81
3.4热解法82
3.5等离子体法83
3.6有机合成法84
3.7内嵌法87
3.7.1激光蒸发法87
3.7.2直流电弧放电法87
3.7.3射频炉法90
3.7.4高压内嵌法92
3.7.5离子注入法93
3.7.6热原子化学法93
3.7.7辉光放电法94
3.7.8“分子手术”法95
参考文献96
第4章富勒烯的分离105
4.1提取技术105
4.2色谱分离112
4.3超分子化学分离119
4.4电化学分离123
4.5重结晶126
4.6升华129
参考文献131
第5章富勒烯的形成机理137
5.1“自下而上”生长机理137
5.1.1碳笼的形成过程138
5.1.2碳笼的再生长过程143
5.2“自上而下”机理145
5.3“先上后下”机理146
5.4总结147
参考文献148
第6章富勒烯的物理性质152
6.1光谱性质152
6.1.1光吸收性质152
6.1.2光物理性质155
6.1.3高能光谱学155
6.1.4振动光谱156
6.2磁学性质158
6.3非线性光学性质161
6.4超导性质161
参考文献162
第7章富勒烯的化学性质166
7.1成键性质166
7.2化学反应167
7.2.1还原反应和氢化反应167
7.2.2亲核加成反应173
7.2.3环加成反应181
7.2.4亲电加成反应194
7.2.5自由基加成反应200
7.2.6氧化反应208
7.2.7配位反应212
7.3电化学反应222
7.3.1电化学还原反应222
7.3.2电化学氧化反应224
7.4超分子化学225
7.4.1杯芳烃分子与富勒烯分子的超分子组装226
7.4.2碳纳米环状分子与富勒烯分子形成的超分子组装227
7.4.3卟啉类分子与富勒烯分子的超分子组装229
7.4.4碗状分子与富勒烯分子的超分子组装230
参考文献232
第8章富勒烯的高分子化学249
8.1富勒烯高分子的分类249
8.2链状富勒烯高分子251
8.2.1主链型富勒烯高分子251
8.2.2链端型富勒烯高分子254
8.2.3侧链型富勒烯高分子264
8.2.4链状聚富勒烯高分子268
8.3立体富勒烯高分子270
8.3.1树枝状富勒烯高分子270
8.3.2星形富勒烯高分子275
8.3.3交联富勒烯高分子282
8.4其他富勒烯高分子287
8.4.1富勒烯超分子聚合物287
8.4.2基体富勒烯高分子290
8.4.3富勒烯金属高分子291
参考文献293
第9章富勒烯的应用298
9.1有机电子学298
9.1.1有机太阳能电池298
9.1.2钙钛矿太阳能电池321
9.1.3场效应晶体管331
9.2生物医学335
9.2.1富勒烯作为治疗剂335
9.2.2富勒烯作为诊断剂340
9.2.3富勒烯作为治疗诊断剂341
9.2.4富勒烯的毒性341
9.3化妆品342
9.3.1富勒烯在化妆品中的应用原理343
9.3.2富勒烯在化妆品中的应用方式347
9.4催化剂348
9.4.1富勒烯直接作为催化剂348
9.4.2富勒烯金属配合物催化剂351
9.5超导体352
9.5.1碱金属掺杂富勒烯超导体353
9.5.2碱土金属掺杂富勒烯超导体355
9.5.3稀土金属掺杂富勒烯超导体355
9.6非线性光学356
9.6.1富勒烯非线性光学材料356
9.6.2富勒烯衍生物非线性光学材料358
9.6.3内嵌金属富勒烯非线性光学材料362
9.6.4富勒烯/聚合物非线性光学材料363
9.7润滑剂364
9.7.1富勒烯作为固体润滑剂365
9.7.2富勒烯作为润滑液添加剂367
9.8其他369
9.9总结372
参考文献372
第10章富勒烯纪元391
关键词索引394