Первые фуллерены замещения С59В были получены с атомами бора в каркасе фуллерена путём лазерного испарения графитовой таблетки, содержащий нитрид бора. Затем уже в макроскопических количествах такие фуллерены были получены по методике Кречмера. Затем были получены фуллерены С59N в форме димера (С59N)2
Большой интерес представляет синтез и применения фуллеренов замещения с применением переходных металлов. Наиболее наглядные доказательства получения и превращения фуллеренов получены с помощью фотоионизации и фотофрагментации фуллеренов с последующим анализом с помощью масс-спектрометрии.
Наблюдается серия пиков С60Fex , соответствующих одному кластеру С60, покрытому х атомами железа, а также кластерам Fen и фуллерену С60, появляющимся после фрагментации исходных кластеров С60, покрытых атомами железа. Характер фрагментации резко меняется при увеличении интенсивности лазера.
Кластеры С60Fex теперь полностью отсутствуют, кроме того лазерный нагрев достаточен для использования димеров С2 из фуллерена С60 и появления наиболее стабильных фуллеренов С50 и С44, появляются карбидные кластеры FeiCi , где i ≈ 1, …, 15, j ≈ 0, …, 6 и, наконец, фуллерен замещения С59Fe. Его происхождение подтверждается изотопным распределением.
Спектр характеризуется полным отсутствием каких-либо кластеров из серии С69-2n Ir, а также карбидных кластеров, что связано с образованием нейтральных карбидных кластеров, которые из-за достаточно сильной связи углерода с иридием не могут быть ионизированы и не проявляются в масс-спектрах.
В другого сорта экспериментах, с время –пролетным масс-спекторометром, возможно более детально установление последовательности при фрагментации после воздействия лазера, что позволяет установить механизм атомного замещения.
Фотофрагментация С70Rh3 происходит тремя этапами в зависимости от интенсивности лазера. Низкая интенсивность облучения приводит к потере атомов Rh и к постепенному появлению С70, хотя возможны в малых количествах и кластеры Rh3. Увеличение интенсивности лазера приводит к появлению фуллерена замещения С69Rh, кроме того, возрастает роль прямого отщепления Rh3. Дальнейшее увеличение интенсивности показывает, что основной процесс образования замещённых фуллеренов идёт через образование карбидов родия.
Таким образом, существует несколько доказательств существования фуллеренов замещения. Это, прежде всего, преобразование первоначально существовавших экзоэдральных фуллеренов в фуллерены замещения С59-2n М и С69-2n M после преодоления энергетического барьера. Наиболее устойчивые из фуллеренов замещения соответствуют наиболее стабильным простым фуллеренам с тем же числом атомов, что свидетельствует о том, что каркас фуллерена не нарушается при замещении углерода на атом переходного металла. Цепь превращений С70Rh3 и С70Ir2 однозначно свидетельствует об образовании замещённых фуллеренов. Наконец, распад С59 М и С69 M идёт через МС, что свидетельствует о том, что сила связи металла с углеродом меньше, чем углерода с углеродом.
При копировании текста будьте любезны указывать источник:
[ По материалам сайта NeoTechProduct.ru ]