Фазовые равновесия в системе фуллерен C60-фуллерен C70- o-C6 H4 (CH3 )2

• Автор: Аксельрод, Борис Моисеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил

Содержание.

пп Наименование раздела Стр.

1 Введение

2 Глава 1. Литературный обзор.

3 1.1. Введение и историческая справка.

4 1.1.1 .Теоретическое обоснование и астрофизические сиекгральныс данные о существовании высокоупорядочных кластеров углерода.

5 1.1.2. Первые сведения об искусственном синтезе фуллеренов.

6 1.1.3. Место фуллеренов в ряду форм углерода регулярного строения.

7 1.2. Строение кластеров углерода.

8 1.2.1. Моделирование структуры высокоупорядочснных кластеров углерода.

9 1.2.2. Правила стабилизации полиэдрических структур.

1.2.3. Икосаэдрическая структура С как самая стабильная среди полиэдрических изомеров.
1.2.4.Структурные данные и некоторые физические свойства 1ЬС,о
1.2.5. Структура кластера С.
1.2.6. Кластеры С п .
1.3. Механизм образования фуллеренов.
1.4. Химические свойства некоторых кластеров углерода.
1.4.1. Реакционная способность Сбо
1.4.1.1. Присоединение водорода и галогенов.
1.4.1.2.Элекгрохимическое восстановление.
1.4.1.3.Восстановление металлами.
1.4.1.4.Присоединсиие свободных радикалов.
1.4.1.5. Окисление кислородом.
1.4.1.6. Реакции с кислотами Лыоиса.
1.4.1.7.Фуллерены как лиганды.
1.4.2. Реакционная способность С.
1.4.3. Некоторые производные фуллеренов.
1.4.4. Термодинамические свойства Сбо и С7о
1.5. Методы синтеза фуллеренов.
1.5.1. Плазменный метод.
1.5.2. Омическое электрическое нагревание.
1.5.3. СВЧнагрев.
1.5.4. КороныЙ разряд.
1.5.5. Сжигание углеродсодержащих веществ.
1.6. Общие сведения о синтезе фуллеренов в электрической дуге.
1.7. Методы выделения и разделения фуллеренов.
1.7.1. Экстракция фуллеренов из сажи.
1.7.2. Хроматографический метод разделения фуллеренов.
1.7.3. Разделение, основанное на различной политерм и ческой растворимости фуллеренов С6о и С.
1.7.4. Разделение, основанное на возгонке.
1.8. Некоторые области применения фуллеренов.
1.8.1. Сверхпроводники.
1.8.2. Нелинейная оптика.
1.8.3. Магнитные материаты.
1.8.4. Электронные приборы.
1.8.5. Фоточувствительные элементы и оптоэлектроника.
1.8.6. Получение алмазов и алмазных пленок.
1.8.7. Катализаторы, ингибиторы, сенсибилизаторы.
1.8.8. Смазки и добавки к смазочным маслам.
1.8.9. Топлива и добавки к топливам.
1.8 Аккумуляторы, электрические батареи и солнечные элементы.
1.9. Растворимость в фуллеренсодержащих системах.
1 Кристаллосольваты фуллеренов С и Со и сольваты
фуллеренов в растворах.
Глава 2. Спектрофотометрическое определение индивидуальных фуллеренов и их смесей.
2.1. Реактивы и аналитические приборы.
2.2 Спектрофотометрическое определение индивидуальных фуллеренов и их смесей.
2.3.1. Непрерывные спектры поглощения фуллеренов С6о и С7о
2.3.2. Концентрационная область применимости спектрофотометрического метода определения фуллеренов.
Глава 3. Растворимость в системе фуллерен Сбо фуллерсн С7о оксилол при С, С и С.
3.1. Описание установки .
3.2. Изучение растворимости в бинарных системах Со оксилол, С оксилол при С, С и йС.
3.2.1. Метод изотермического насыщения в ампуле.
3.2.2. Метод изотермической отгонки растворителя.
3.2.2. Метод изотермической отгонки растворителя.
3.2.3. Комплексный метод.
3.2.4. Метод вымораживания.
3.2.5. Метод анализа твердой фазы.
3.3. Обсуждение экспериментальной методики.
3.4. Растворимость в тройной системе С6о С7о оксилол при С.
3.5. Растворимость в тройной системе С С оксилол при С.
3.6. Растворимость в тройной системе С7 оксилол при С.
Глава 4. Рентгеновское малоугловое рассеяние растворов фуллеренов Сбо и С в оСбН4СНз2 при С.
4.1. Методика эксперимента.
4.2. Информативность эксперимента. п.
4.3. Рентгеновское малоугловое рассеяние растворов фуллеренов См в оСбН4СН при С.
4.4. Рентгеновское малоугловое рассеяние растворов фуллеренов С в оС6Н4СН при С.
4.5. Рентгеновское малоугловое рассеяние смешанных растворов фуллеренов С6о и С7о в оСбН4СНз2 при С.
5. ы воды
Литература
Введение.
Актуальность


Известные в настоящее время формы углерода, которые имеют регулярное строение, делятся на молекулярные и ковалентные кристаллы. Молекулярные кристаллы образованы из индивидуальных молекул и кластеров. Дя ковалентных кристаллов характерно наличие полимерных структур. Структуру ковалентных кристаллов удобно описывать в терминах бесконечных графов. Алмазу соответствует однородный раф степени 4. Графиту отвечает несвязный граф, состоящий из бесконечного числа двумерных решеток. Каждая из таких решеток может быть реализована на плоскости в виде гексагональной сетки. Третья аллотропная форма углерода карбин описывается в терминах бесконечного числа простых путей, каждый из которых можно расположить по прямой линии. Фрагмент гексагональной сетки в плоскости, имеющий форму бесконечной полосы, может быть свернут в гексагональную сеть тубулен, натянутую на боковую поверхность цилиндра. Тубуленовая форма углерода занимает промежуточное место между алмазной и фуллереновой. Экспериментальный рост таких трубок углерода различного диаметра наблюдался Идзимой 3. Если сеть на плоскости состоит из 5 и 6членных циклов, то ее можно рассматривать как результат появления дефектов в правильной гексагональной системе. Из фрагментов такой сети могут быть построены торовидные структуры торены. В работе 4 предложена классификация регулярных структур углерода. Строение кластеров углерода. Моделирование структуры высокоунорядоченных кластеров углерода. Из теории валентности следует, что не всякий полиэдр годится для описания углеродного каркаса. Наиболее подходящими 5 для этой цели являются полиэдры с гранями, представляющими собой 5, 6, 7 и, возможно, 8членные циклы. Б и числа рсбер Н должно подчиняться соотношению УКЕ2. Из теории валентности вытекает, что каждый атом углерода в полиэдрическом кластере должен иметь трех или двух соседей. Отсюда следует, что при моделировании таких структур достаточно ограничиться полиэдрами, все вершины которых имеют степень, равную трем. Д число ьугольных граней. Из формулы следует, что если грани выпуклого полиэдра, все степени вершин которого равны трем, состоят только из 5 и 6членных циклов, то п5. Тогда любой такой полиэдр имеет число вершин не меньше , причем число 5членных граней равно . Особый интерес представляют 5,6полиэдры, у которых нет смежных 5угольных граней. Среди полиэдров этого класса наименьшее число вершин У имеет усеченный икосаэдр. Для отбора полиэдров, пригодных для описания углеродных каркасов, используется также анализ их метрических характеристик, совместимых с топологией полиэдра. Такими характеристиками являются длины ребер, углы между ребрами и гранями. Значения этих параметров, найденные для многогранников с идеальной симметрией, применяют для оценки размеров соответствующих карбоиолиэдров и для оценок степени напряженности их остова, определяемой в терминах отклонений значений валентных углов от идеальных 1,
1. Правила стабилизации полиэдрических структур. Начиная с г. Появилось значительное число публикаций, в которых методами квантовой химии в различных приближениях исследовалось электронное строение 1ЬСбо. Стабильные кластеры углерода имеют вид полиэдров, в которых каждый атом углерода имеет координационное число 3. Более стабильны карбополиэдры, содержащие только 5 и 6членные циклы. Более симметричные кластеры карбополиэдры стабильнее. Форма карбополиэдра должна быть близка к сферической. Из первого правила следует, что число вершин у кластера должно быть четным, из второго правила следует, что любой полиэдр из рассматриваемого класса всегда имеет в точности пентагонов. Число гексагонов при этом может быть неограниченным. ЬОо является наименьшим кластером, для которого выполняется четвертое правило. Икосаэдрическая структура С как самая стабильная среди полиэдрических изомеров. Из атомов углерода можно построить большое число изомеров. Кластер ШС является одним из них. Его метрические характеристики были уточнены методами электронографии 8 и РСА 9, рассчитаны различными методами квантовой химии .