章富勒烯、内嵌富勒烯和富勒烯衍生物的合成与分离001
1.1引言/001
1.2合成方法/002
1.2.1激光气化法/002
1.2.2离子注入法/002
1.2.3电弧放电法/003
1.3提取方法及优化/006
1.3.1提取方法/006
1.3.2提取方法优化/007
1.4高效液相色谱分离/008
1.4.1方法及优化/008
1.4.2分离中的注意事项/012
1.4.3质谱测试时的注意事项/012
1.5非色谱分离法/013
1.5.1使用Lewis酸分离富勒烯和金属富勒烯/013
1.5.2基于化学性质差异的分离/015
1.5.3电解辅助分离/016
1.5.4使用氧化还原活性溶剂和试剂的分离/017
参考文献/018
第2章富勒烯的结构、性质和应用021
2.1富勒烯的结构表示/021
2.1.1顶点、边、面的数量及其依赖关系/021
2.1.2三维图/022
2.1.3二维图/023
2.1.4三维图和二维图的转化/023
2.2富勒烯的结构构造/025
2.2.1富勒烯多面体/025
2.2.2富勒烯对偶/026
2.2.3螺旋猜想/027
2.2.4螺旋算法/030
2.2.5富勒烯的异构体数/032
2.2.6螺旋算法程序结构/033
2.2.7非螺旋的富勒烯/034
2.2.8螺旋算法应用现状及展望/034
2.3高对称富勒烯的构造/035
2.3.1确定富勒烯的半径/036
2.3.2构建Ih-C12和Ih-C20/037
2.3.3构造Ih对称的富勒烯/037
2.3.4D5h-Cn和D5d-Cn富勒烯的构造/038
2.4富勒烯的稳定性/040
2.4.1IPR和PAPR/041
2.4.2芳香性/042
2.4.3HOMO和LUMO能级/042
2.4.4锥化角/043
2.4.5正球性/044
2.4.6其他原则/045
2.5富勒烯的形成机理/046
2.5.1自下而上/046
2.5.2自上而下/047
2.5.3平衡观点/047
2.6富勒烯的对称性和光谱/048
2.6.1富勒烯点群/048
2.6.2NMR、IR和Raman光谱/052
2.7富勒烯的应用/053
2.7.1反应容器/053
2.7.2储氢材料/053
2.7.3超导材料/054
2.7.4纳米滚珠和润滑剂/055
2.7.5化妆品/055
2.7.6催化材料/056
2.8富勒烯研究展望/057
参考文献/057
第3章金属富勒烯的结构、性质和应用061
3.1单金属富勒烯/062
3.2双金属富勒烯/063
3.2.1Sc2@C66/063
3.2.2La2@C80/064
3.2.3M2@Cn/066
3.3三金属富勒烯/067
3.3.1Sc3C82/067
3.3.2Y3C80/068
3.3.3Sm3@C80和Er3@C74/069
3.4三金属氮化物富勒烯/070
3.4.1Sc3N@C80/071
3.4.2Sc3N@C68和Sc3N@C70/071
3.4.3LaSc2N@C80-hept/072
3.4.4M3N@C84和La3N@C96/073
3.4.5三金属氮化物富勒烯的尺寸效应/073
3.5金属碳化物富勒烯/079
3.6金属氧化物富勒烯/080
3.7金属硫化物富勒烯/082
3.7.1双金属硫化物富勒烯的实验研究/082
3.7.2双金属硫化物富勒烯的结构搜索方法/082
3.7.3双金属硫化物富勒烯的理论表征方法/083
3.8金属富勒烯结构演化关系/089
3.8.1金属硫化物富勒烯结构演化关系/089
3.8.2三金属氮化物富勒烯的结构演化关系/098
3.8.3金属氰化物富勒烯的结构演化关系/106
3.8.4金属富勒烯结构演化关系/116
3.9金属富勒烯的性质/117
3.9.1金属富勒烯的电化学和前线分子轨道/117
3.9.2金属富勒烯的电子自旋共振/121
3.10金属富勒烯的应用/126
3.10.1生物方面/126
3.10.2能量转换方面/131
3.10.3其他方面/133
3.11金属富勒烯研究展望/134
参考文献/134
第4章富勒烯衍生物的结构、性质和应用146
4.1富勒烯氢化物/146
4.1.1C60H36/146
4.1.2C60H60和C20H20/147
4.1.3C64H4/147
4.1.4多面体烷烃的结构和稳定性/148
4.1.5富勒烯氢化物小结/151
4.2富勒烯氟化物/152
4.2.1C58F18/152
4.2.2C84F40、C84F44、C60F36和C60F48/153
4.2.3C60F60/154
4.3富勒烯氯化物/154
4.3.1C50Cl10/154
4.3.2其他富勒烯氯化物/155
4.4富勒烯衍生物的理论研究/156
4.5富勒烯衍生物加成模式和稳定化机制/157
4.6富勒烯衍生物的化学合成/158
4.6.1［1+2］环加成反应/159
4.6.2［2+2］环加成反应/160
4.6.3［2+3］环加成反应/160
4.6.4［2+4］环加成反应/161
4.7富勒烯衍生物的应用/161
4.7.1太阳能电池/161
4.7.2自由基清除剂/163
4.7.3肿瘤成像/163
4.7.4肿瘤治疗/164
4.7.5光敏剂/166
4.7.6光催化剂/170
4.7.7其他应用/173
4.8富勒烯衍生物研究展望/173
参考文献/173
第5章非经典富勒烯的结构和性质181
5.1小尺寸非经典富勒烯/181
5.2中等尺寸非经典富勒烯/190
5.2.1C44～C56/190
5.2.2C58～C62/194
5.3大尺寸非经典富勒烯/204
5.4普适性的稳定性判据/206
5.5硼氮多面体(BN)n/210
5.5.1引言/210
5.5.2硼氮多面体的数学基础以及计算过程/211
5.5.3结果与讨论/212
5.5.4结论/218
5.6非经典富勒烯研究展望/219
参考文献/220
附录Ⅰ国内主要研究机构及主要贡献/225
附录Ⅱ国外主要研究机构及主要贡献/228

作者结合近20年来在富勒烯科学领域的研究成果，从结构上将富勒烯科学划分为富勒烯、内嵌富勒烯、富勒烯衍生物和非经典富勒烯四个分支领域，依次阐释了各个分支领域的研究重点和进展。第1章详细介绍了内嵌金属富勒烯的合成、提取和分离方法；第2章详细阐述了富勒烯的构造方法