第1章 碳及碳富勒烯概述 1
1．1 碳材料的广泛性与多样性 1
1．1．1 碳材料的广泛性 1
1．1．2 碳材料的多样性 3
1．2 碳的结构 8
1．2．1 碳价键结构 9
1．2．2 碳的晶体结构 9
1．3 富勒烯的发现、合成简介及在自然界中的存在 15
1．3．1 富勒烯的发现 15
1．3．2 富勒烯的合成方法简介 17
1．3．3 自然界中的碳富勒烯 19
1．4 富勒烯的应用前景简介 23
参考文献 25
第2章 碳富勒烯的结构、分类与表征 28
2．1 C60富勒烯及碳富勒烯晶体的结构 28
2．1．1 碳富勒烯的结构 28
2．1．2 碳富勒烯晶体的结构 30
2．2 碳富勒烯的分类 33
2．2．1 广义与狭义的碳富勒烯 33
2．2．2 碳原子数目的奇偶性 36
2．2．3 碳富勒烯笼的层数 36
2．2．4 碳富勒烯聚合物 36
2．2．5 掺杂与修饰 36
2．3 C60碳富勒烯的表征 37
2．3．1 质谱检测技术 38
2．3．2 吸收谱线技术 38
2．3．3 X射线衍射技术 39
2．3．4 拉曼光谱技术 40
2．3．5 核磁共振技术 41
2．3．6 红外光谱技术 41
2．3．7 紫外—可见吸收光谱技术 41
2．3．8 电子显微镜技术 42
2．3．9 STM探针技术 43
参考文献 44
第3章 富勒烯的制备、生长机理与纯化 45
3．1 富勒烯及洋葱状富勒烯的制备 45
3．1．1 电弧法 46
3．1．2 CVD法 50
3．1．3 热蒸发法 53
3．1．4 苯焰燃烧法 54
3．1．5 电子束辐照法 54
3．1．6 机械球磨法 55
3．1．7 碳离子束注入法 56
3．1．8 金刚石／碳灰微粒热处理法 56
3．1．9 其他方法 57
3．2 富勒烯及洋葱状富勒烯的生成机理 57
3．2．1 富勒烯及洋葱状富勒烯生成理论 57
3．2．2 富勒烯及洋葱状富勒烯生成机理 59
3．3 富勒烯的分离、提纯 60
3．3．1 溶剂选择 61
3．3．2 富勒烯分离、提纯方法 61
参考文献 64
第4章 C 60富勒烯晶体与薄膜的制备 67
4．1 C 60富勒烯晶体的制备 68
4．1．1 气相法 68
4．1．2 溶液法 69
4．2 C60富勒烯薄膜的制备 70
4．2．1 真空沉积法 71
4．2．2 LB C60复合膜法 71
4．2．3 化学淀积法 72
4．3 C60富勒烯晶体气相法生长机理 74
参考文献 76
第5章 碳富勒烯的性质 78
5．1 富勒烯的物理性质 78
5．1．1 富勒烯的一般性质 78
5．1．2 C60的溶解性 80
5．1．3 富勒烯的波谱性质 81
5．1．4 C60及其衍生物的磁性 82
5．1．5 C60及其衍生物的光学性质 84
5．1．6 C60及其衍生物的力学特性 86
5．1．7 C60膜的摩擦特性 89
5．1．8 C60的电极化特性 90
5．1．9 C60的电子输运特性 91
5．1．10 C60及其衍生物的超导性 92
5．2 富勒烯的化学性质 93
5．2．1 C60和金属的反应 93
5．2．2 C60和自由基反应 94
5．2．3 C60的亲核与亲电加成反应 95
5．2．4 C60和C70的配位化学 95
5．2．5 C60的氧化还原反应 96
5．2．6 C60的热氧化稳定性 96
参考文献 97
第6章 碳富勒烯化学 100
6．1 富勒烯化学的原则 100
6．1．1 富勒烯的化学行为 101
6．1．2 C60的反应规则 102
6．2 富勒烯的环加成反应 102
6．2．1 ［4＋2］环加成反应 102
6．2．2 ［3+2］环加成反应 104
6．2．3 ［1+2］环加成反应 106
6．2．4 ［2+2］环加成反应 107
6．3 富勒烯金属包合物 107
6．3．1 金属包合富勒烯的合成 108
6．3．2 金属包合富勒烯的提纯 109
6．4 富勒烯金属有机化学 110
6．4．1 VIII族过渡金属的富勒烯有机衍生物 110
6．4．2 C60与其他金属有机化合物的反应 112
6．5 富勒烯的氢化与卤化 113
6．5．1 氢化反应 113
6．5．2 卤化反应 114
6．6 富勒烯的氧化 114
6．7 富勒烯的锇化及强酸反应 115
6．8 富勒烯的光敏化反应与自由基反应 115
6．9 富勒烯的电化学反应 116
6．10 富勒烯的聚合与裂解 117
参考文献 117
第7章 碳富勒烯及其衍生物的应用研究 122
7．1 在电子学领域的应用 122
7．1．1 在分子电子学领域的应用 122
7．1．2 在微纳电子学领域的应用 125
7．2 在生物、医药学领域的应用 127
7．2．1 对人体免疫缺陷病毒酶（HIVP）和细菌的抑制 127
7．2．2 自由基的清除 129
7．2．3 DNA切割 129
7．2．4 抗癌 130
7．2．5 毒性研究 131
7．2．6 诊断学 132
7．2．7 对细胞生长的影响 133
7．3 在大气与水处理领域的应用 133
7．4 在高能材料与太阳能电池领域的应用 134
7．4．1 富勒烯作为高能材料 134
7．4．2 太阳能电池 135
7．5 在催化领域的应用 135
7．5．1 催化氢转移和硅氢化反应 135
7．5．2 催化烷烃裂解反应 136
7．5．3 催化H2-D2互换反应、催化耦合和烷基转移反应 137
7．5．4 在非金属固氮体系中的应用 137
7．5．5 在金刚石合成及助推剂中的应用 137
7．6 在激光科学领域的应用 138
7．7 C60膜的耐磨与润滑特性 139
7．7．1 C60膜的耐磨性 139
7．7．2 C60润滑油添加剂 140
参考文献 141
附录1 C 60、C 180与C 240富勒烯的自然坐标文件 146
附录2 元素周期表中已被嵌入碳富勒烯中的元素 156