高压处理前后C60的拉曼光谱分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

c₆₀是一种最稳定的富勒烯分子。 c₆₀晶体结构上的独特性使它呈现出很多特殊的物理性质。c₆₀分子的发现始于人们对星际问题的探索。osawa wiji在1970年与苏联学者rochvar d a在1973年曾预计到可能存在c₆₀大分子; 1985年克罗托教授，科尔(r. f. curl, jr)教授，斯莫利(r. e. smally)教授首次从质谱上观察到丰度约40倍于邻近信号的c₆₀分子，说明c₆₀是相当稳定的原子簇分子。同年11月， h. kroto和smalley等人在《nature》杂志上发表论文，正式报道c₆₀的发现及结构模型，c₆₀分子就以短程线圆顶结构的设计者buckminster fuller的名字命名，称为buckminster fullerene简称富勒烯(fullerene)。11年后，由于c₆₀的发现及结构模型的提出，三位科学家英国苏赛克斯大学的h. kroto与美国赖斯大学的r. f. curl, jr. smalley荣获了1996年的诺贝尔化学奖。

在发现c₆₀之后，斯莫利用12个正五边形和20个正六边形拼成了c₆₀分子结构模型。但具体用实验证实碳球的假设却是一个艰巨的工作。1990年，克拉茨奇默等用电弧法制得了毫克级的富勒烯，并利用紫外可见光谱，红外光谱，以及晶体x射线衍射分析等方法对c₆₀进行结构分析，证实了克罗托等人关于c₆₀是球笼状的推理。与此同时，南英国萨赛克斯大学研究小组通过氧化铝环己烷柱色谱首次分离提纯c₆₀,测定了它的质谱、核磁、紫外、及红外光谱，在wilson等得到的电镜扫描图上，能够清楚的看到分布在(111)晶面上的c₆₀球状分子及比c₆₀高出约2a°的椭球状分子。

自1985年发现c₆₀以后，我国也有许多科学家对c₆₀进行了大量研究。但到目前为止，对于c₆₀的高温高压研究主要集中在体材料的研究。最让大家感兴趣的是c₆₀在高温高压下的聚合反应。c₆₀在一定的高温高压条件下双键也会被打开，同时与相邻的c₆₀分子形成更加稳定的共价键，通过这种聚合反应可以形成丰富的晶体结构。尤其是c₆₀在1到6 gpa压力范围内的低维聚合相已经被广泛研究。

最近，陈丽英等人通过一系列快速压缩实验，调查了c₆₀在快速压缩条件下的温度变化行为，发现c₆₀在压缩过程中温度随压力上升，然后在保压过程中温度仍然保持持续上升，但在同样的快速压缩条件下，其它物质的温度在保压过程中由于热量被导走会持续下降。为了寻找富勒烯c₆₀的异常温升现象，他们借助透射电镜对压缩前后样品的分析，发现压缩后原呈无序结构的c₆₀在纳米尺度范围内变得较为有序。提出c₆₀这一异常温升现象可能是伴随压致相变时聚合反应放热引起的。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

富勒烯c₆₀由于其独特的结构和化学物理性质，在化学、物理、材料科学领域掀起了一股研究热潮,曾被“science”杂志誉为“明星分子”。本文选用富勒烯c₆₀作为研究对象, 对高压处理后的富勒烯c₆₀进行了拉曼光谱测试和分析，主要研究内容如下：

（1）高压处理富勒烯c₆₀的相关文献综述。

（2）高压处理富勒烯c₆₀。

3. 研究计划与安排

第1周：查阅相关文献资料，明确研究内容。

第2周：了解研究所需实验器材及检测手段。

第3周：确定实验采取的技术方案，完成开题报告。

第4-5周：利用活塞圆筒试磨具对富勒烯c₆₀粉末进行模压成型。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]罗家刚.富勒烯c60研究进展,昭通师专学报[j].1997,19(2):68

[2]张翔，李嘉.c60研究现状及前景.地学前缘[j].1998,5:1

[3] bochvar g d, arapoa o v, dokl g. fullerenes coorbinated to transition metals: synthetic and stereochemical study[j]. pure and applied chemistry. 1998, 70: 789-798

[4] 郑兰荪. 中国:《2000科学发展报告》[r]. 厦门大学