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化学进展 2010, Vol. 22 Issue (10): 1869-1881   后一篇

• 特约稿 •

新型内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的合成、结构与性质*

杨上峰**  刘富品  陈传宝   章文峰   

  1. （中国科学技术大学材料科学与工程系  合肥微尺度物质科学国家实验室  中国科学院能量转换材料重点实验室  合肥 230026）
  • 收稿日期:2010-04-01 修回日期:2010-05-09 出版日期:2010-10-24 发布日期:2010-10-20
  • 通讯作者: 杨上峰 E-mail:sfyang@ustc.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金；国家重大科学研究计划；中国科学院“百人计划”

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Novel Endohedral Mixed Metal Nitride Clusterfullerenes: Synthesis, Structure and Property

Yang Shangfeng**  Liu Fupin  Chen Chuanbao  Zhang Wenfeng   

  1. (Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale,CAS Key Laboratory of Materials for Energy Conversion,Department of Materials Science and Enginerring,University of Science and Technology of China (USTC), Hefei 230026, China)
  • Received:2010-04-01 Revised:2010-05-09 Online:2010-10-24 Published:2010-10-20
  • Contact: Yang Shangfeng E-mail:sfyang@ustc.edu.cn

内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的发现极大地扩展了内嵌富勒烯家族。内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯是一类新型的内嵌富勒烯，其内嵌物为由2-3种不同的金属组成的氮化物原子簇。本文首先介绍了新型内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的发现、合成和分离方法，并对目前所分离出来的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯进行了分类。然后总结了目前所报导的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的结构表征手段，对于不同的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的分子结构分别进行了阐述。最后着重讨论了内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯的特殊电子性质以及物理和化学性质。本文还对内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯潜在的应用前景作了展望，在内嵌具有不同物理性质的两到三种金属原子的基础上，所形成的内嵌混合金属氮化物原子簇富勒烯有可能兼具不同金属原子各自的性质，从而成为多功能综合的功能材料。

关键词： 富勒烯, 内嵌富勒烯, 金属氮化物, 原子簇, 结构表征, 电子性质

The family of endohedral fullerenes has been significantly expanded by the discovery of endohedral mixed metal nitride clusterfullerenes (MMNCFs). MMNCF is a special family of endohedral fullerenes which encage a nitride cluster comprising of two to three different metal atoms. In this review, the discovery, syn-thesis and separation methods of MMNCFs together with a brief classification of MMNCFs are first given. Then the structure elucidation methods for MMNCFs reported up to date are introduced, and  the molecular structures of MMNCFs are iscussed in detail. Finally the special electronic, physical and chemical properties of MMNCFs are focused. Furthermore, an outlook for the potential applications of MMNCFs is proposed, given that two to three metal atoms with different physical properties are encaged within MMNCFs, thus formed MMNCFs may achieve the superior property as the combination of their different properties, and hence become a multifunc-tional materials.

Contents

1 Introduction

2 Synthesis of the endohedral mixed metal nitride clusterfullerenes (MMNCFs)

2.1 Trimetallic nitride template process

2.2 Solid nitrogen source

2.3 Reactive gas atmosphere route

2.4 CAPTEAR method

2.5 Other methods

2.6 Classification of MMNCFs

3 Separation of MMNCFs

4 Molecular Structure of the MMNCFs

4.1 Structure determination of the cages

4.2 Structure of the cluster

5 Properties of the MMNCFs

5.1 Electronic absorption property

5.2 Electrochemistry

5.3 Chemical reactions

5.4 Magnetic properties
6 Conclusions and outlook

Key words: fullerenes, endohedral fullerenes, mixed metal nitride, cluster, structure elucidation, electronic properties
()

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