北京汽车 c60_

1.C60的系统命名法

2.C60有什么用途？

3.什么是C60?它的特性和用途有哪些?

4.C60的性质

2012年4月23日， 以“创新跨越”为主题的2012（第十二届）北京国际汽车展览会于今日至5月2日在北京中国国际展览中心举办。据悉，本届车展以更多的参展车数量、更大的展览面积，以及更多的全球首发车数量等，再次成为全国历届车展之最。

120辆首发车再创记录 车展首开二手车展区

据了解，本届车展将展出车辆1125台。其中全球首发车120台，跨国公司全球首发车36台，跨国公司亚洲首发车35台，概念车74台，新能源车88台，一举超越去年上海车展75台首发车的记录。这些全球首发车中包括大众电动甲壳虫E-Bugster、Cross Coupé、全新朗逸、CC 3.0 V6，全新宝马3系加长版，别克Envision SUV，福特汽车的全新福克斯ST，本田针对中国市场研发的两款概念车和日产一款全球首发车型，长安与PSA合作的DS品牌，以及东风裕隆纳智捷品牌等。

除带来大量首发车外，包括雷诺-日产CEO卡洛斯戈恩、通用汽车董事长兼首席执行官艾克森等在内的大部分跨国汽车公司的全球高管也亲临车展现场，显示出中国市场在这些车企中日趋重要的地位。

同时，作为第十二届北京车展的新增服务板块，品牌二手车展的区也将成为整车主展区的有益补充。 全球汽车及相关产业集中、全面、高水平展示

展示国内外汽车行业新技术、新产品、新水平

全球媒体关注

组织论坛和技术研讨会、搭建行业交流平台

服务市场、服务广大汽车消费者 乘用车、商用车制造厂、商家

汽车零部件制造厂、商家

车及相关产品设计机构

汽车装饰用品、消费品商家

金融服务机构

汽车及相关产品商贸公司

汽车行业及相关媒体 各种类型的汽车（包括轿车、商用车及专用车）

各种类型的概念车

各种汽车零部件、总成、模块及系统

各种汽车制造设备，工艺装备

各种检测、测试、实验仪器和设备

计算机开发设计系统及应用技术

汽车工业生产的新工艺、新材料

汽车工业新能源技术与产品

汽车工业环保技术与产品

各种汽车用品、装饰件

各种汽车维修设备 E1展馆：七大品牌

中国一汽：奔腾B90、欧朗、威志V5

北汽集团：北汽C70、中高端轿车M平台系列车型（C60、C50、C51）、红旗C131、国产奔驰GL级K

广汽集团：传祺GS5、奥轩GX5

广汽长丰：广汽三菱ASX劲炫

力帆汽车：力帆720、改款力帆520

华晨汽车（微博） ：中华H330（全新三厢车）、中华V5

中兴汽车：全新跨界车C11

E2展馆：上汽占据半壁江山

上海通用汽车：别克Encore、凯迪拉克XTS、凯迪拉克Ciel敞篷概念车、雪佛兰迈锐宝1.6T车型、改款景程

上海汽车：MG（微博）-Icon（全球首发）、MG5、荣威（微博）950、荣威E1电动车

上汽通用五菱：宝骏630两厢

长城汽车：哈弗M4、哈弗SC60（或定名H7）、小型概念SUV、腾翼C50 CVT版

E3展馆：八大品牌

丰田汽车：改款汉兰达

奇瑞汽车：SUV概念车、瑞麒G2、全新东方之子、旗云5

华泰汽车：2012款特拉卡

东南汽车：东南V5量产版

三菱汽车：全新欧蓝德

海马汽车：全新B级概念车、新福美来、新福美来VS

斯巴鲁：全新力狮、BRZ跑车

E4展馆：豪车馆

广汽菲亚特：Viaggio（代号C-Medium)

法拉利：458特别版、公路版跑车F12berlinetta、全新升级California

玛莎拉蒂：Kubang(SUV概念车）、GranCabrioFendi敞篷限量版跑车

克莱斯勒：全新300C、吉普龙版车型

劳斯莱斯：幻影Ⅱ

腾势：比亚迪戴姆勒合作首款电动车

E5展馆：大众汽车集团

大众：全新朗逸、国产CC 3.0 V6、电动甲壳虫E-Bugster，大众汽车Cross Coupe、大众UP!

奥迪：奥迪Q3、改款A4L、全新A8L hybrid、全新RS5、全新S8、S7 Sportback、全新A4 aiiroad Quattro

斯柯达：Yeti

西雅特：Leon

保时捷：卡宴GTS（全球首发）、新一代Boxster

宾利：EXP 9F概念车（宾利首款SUV）、欧陆GT V8

兰博基尼：MLC SUV概念车（兰博基尼首款SUV)

W1展馆：七大品牌

本田：两款概念车（或为雅阁和奥德赛的换代产品）、两厢思域、思铭（合资自主）、讴歌ILX、讴歌RDX

东风汽车公司：风神A60

起亚：2012款K5

标志：标致4008

雪铁龙：C4 Aircross（首款SUV）、Tubik概念车、DS9

东风裕隆：纳智捷二代CEO（全球首发）、纳智捷5

青年莲花：新款L5轿跑、全新SUV

W2展馆：九大品牌

现代：新伊兰特、ix45

福特：新福克斯、新福克斯ST、EcoSport（国产小型SUV）以及国产Kuga（紧凑级SUV)

马自达：马自达CX-5、改款睿翼、改款马自达2劲翔

比亚迪：秦（双模式车型DM2）、F3速锐、遥控无人驾驶技术、刹车充电和交流电直充技术

江淮汽车：江淮S Ⅱ（新款SUV)

双龙汽车：ⅪV-2概念车

W3展馆：七大品牌

日产：新一代轩逸 长安汽车（微博）：S101、CD101、全新悦翔

启辰：D50

吉利汽车：全球鹰GX7

雷诺：Ta1is-man塔利斯曼（全新C级轿车）、CaPtur概念车

W4展馆：九大品牌

奔驰：3款全新概念车、新B级、新ML 63 AMG、S级Grand Edition、S600L design限量版、smart龙年特别版、国产GLK

宝马：国产全新3系、M6/6系四门轿跑、X3 2.0T、X6中期改款、MINI限量版车型

英菲尼迪：M25长轴距版、M35混动加长版、JX

沃尔沃：改款S80L

捷豹 路虎：极光维多利亚·贝克汉姆限量版

雷克萨斯：ES 250、LF-LC概念车、全新GS（上市）

长安标致雪铁龙：雪铁龙DS系列

C60的系统命名法

1）氢气制备。可以用电解法、热化学法、光电化学法或等离子体化学法制

氢。

2）氢的储存。氢的储存可以用压缩、低温液化和贮氢金属吸存。

3）氢的利用。可作燃料，用于导航、机动车等；可用氢燃料电池通过电化

学反应直接转换成电能；可用作各种能源的转换介质或中间载体。

国际能源巨头早在上个世纪末就已经未雨绸缪，开始了对于氢能的研发和应用探索，BP和壳牌在氢能的开发应用上处于领先地位。

BP：更看重氢气发电

BP在去年年底成立了新的替代能源业务部门，并决定增加一倍的投资，以大力发展包括氢在内的可再生能源的开发和利用。

在氢燃料电池领域，BP是全球氢燃料示范项目的主要参与者。目前，BP已经在新加坡开设了两个加氢站。除此之外，设在德国慕尼黑机场的氢燃料站从1998年至今已经成功运营了8年时间。

2004年4月27日，作为美国能源部氢能源的一部分，BP与福特汽车公司达成协议，由福特汽车在美国萨克拉曼多、奥兰多和底特律的主要城市安置30辆氢动力车辆。

BP还参与到中国科技部的氢燃料汽车示范项目中，为科技部在北京的3辆燃料电池公共汽车示范项目设计、建造、运营加氢站设施。

然而，与燃料电池相比，BP更为看重利用氢气发电的业务，氢气发电业务也被直接划归了新成立的替代能源业务部门下，体现了公司的重视。

壳牌：运作全球最大的氢燃料公共运输项目

与BP相比，壳牌关于氢能的应用主要还是集中在燃料电池上。自1998年以来，壳牌在开发替代能源技术方面的投资已经超过了10亿美元，并且成立了专门的氢能业务部。壳牌参与到了欧盟氢燃料电池技术平台的搭建和日本氢燃料电池示范项目的运营中，并已经公开宣称，今年在美国至少要开始运营2座以上新的加氢站。

与BP一样，壳牌也参与了中国科技部的燃料电池公共汽车示范项目，将在上海国际汽车城建设上海首座固定加氢站。

迄今为止，壳牌在燃料电池公共汽车方面的最大项目诞生在今年6月29日。当天，壳牌氢能公司与Connexxion巴士公司和MAN轻卡巴士公司在荷兰鹿特丹签署备忘录，宣布创建世界最大的氢燃料公共运输业务项目。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

就目前而言，氢能作为“二次能源”，国际上的氢能制备来自于矿石燃料、生物质和水，工艺主要有电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、等离子电化学法制氢和生物制氢等。在这些方法中，除了生物制氢技术外。其它方法都是通过自然界中已经存在的碳氢化合物——天然气、煤、石油等一次能源中提取出来的，这种方法制取所得的氢，已经成为了二次能源，它不仅消耗掉了相当大的能量，而且所得效率相当低；并且在其制取过程还对环境产生了污染。

电解水制氢技术是目前应用较广且比较成熟的方法之一。以水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定的能量，则可使水分解成氢气和氧气。提供电能使水分解制得的氢气的效率一般在75％－85％。其中工艺过程比较简单，也不会产生污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。目前电解水的工艺、设备均在不断的改进，但电解水制氢能耗仍然很高。

烃类水蒸汽重整制氢。烃类水蒸汽重整制氢反应是强吸热反应，反应时需外部供热。热效率较低，反应温度较高，反应过程中水大量过量，能耗较高，造成的浪费。

重油氧化制氢重整方法，反应温度较高，制得的氢纯度低，也不利于能源的综合利用。

因此，用这些方式来制取氢，不仅要付出很高的制造成本，还要付出环境代价，而利用效率却相当低。如用这种形式来满足我们对能量的需求，而仅仅为了达到在对能源的末端消费中避免污染，则无疑是舍近求远，得不偿失，是绝对不可取的，还不如直接利用这些化石能源的好。

国外制氢技术

为了寻求经济实用的制氢方法，各国科学家正在努力探索。近年来已经取得了一些进展。如：

1、用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气。

2、用新型的钼的化合物从水中制氢气。

3、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。

4、陶瓷跟水反应制取氢气。

5、甲烷制氢气。

6、从微生物中提取的酶制氢气。

7、从细菌制取氢气。

8、用绿藻生产氢气。

（1）.用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气

有研究人员将0.5克氧化亚铜粉末添加入200立方厘米的蒸馏水中，然后用一盏玻璃灯泡中发出的460纳米～650纳米的可见光进行照射，在氧化亚铜催化剂的作用下，水分解成氢和氧。用这种方法共进行了30次实验，从分解的水中得到了不同比例的氢和氧。试验中发现，如果得到的氧的压力增加到500帕斯卡，水的分解过程就减慢。氧化亚铜粉末的使用寿命可达1 900小时之久。东京技术研究所进一步研究如何提高氢的产生效率，同时研制能够在波长更长的可见光照射下发挥活性的催化剂，该研究所正在试验一种新的含铜铁合金的氧化物。

（2）、用新型的钼的化合物从水中制氢

西班牙瓦伦西亚大学的两位科学家发明了一种低成本的从水中制取氢的方法。他们对催化转化器进行改造，使水分解时仅需很少的成本。他们用一种从钼中获取的化学产品做催化剂，而不使用电能。他们说，如果用氢作原料，从半升水中制得的氢足以使一辆小汽车行驶633公里。

（3）、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解法制氢

有人发现二氧化钛经光（紫外线）照射可分解水的现象。他们本拟应用这一方法制氢，但由于氢和氧的生成量较少，在经济上不合算而中断了这一研究。据最近报道，当同时使用光催化剂反应和超声波照射的方法能够把水完全分解。这种“超声波光催化剂反应”所以能使水完全分解，是由于在超声波的作用下，水可被分解为氢和双氧水，而双氧水经光催化反应又可分解成氧和氢。不过超声波照射和二氧化钛光催化剂虽然获得了完全分解水的结果，但氢的生成量却较少。在添加二氧化锰后，再用超声波照射，二氧化锰分解后的锰离子可溶解到溶液中，使双氧水产生大量的氢。

（4）、陶瓷跟水反应制氢

有人在300 ℃下，使陶瓷跟水反应制得了氢。他们在氩和氮的气流中，将炭的镍铁氧体（CNF）加热到300℃，然后用注射针头向CNF上注水，使水跟热的CNF接触，就制得氢。由于在水分解后CNF又回到了非活性状态，因而铁氧体能反复使用。在每一次反应中，平均每克CNF能产生2立方厘米～3立方厘米的氢气。

（5）、甲烷制氢气

1.用镍铂稀土元素氧化物制氢

有人用镍铂稀土元素氧化物多孔催化剂，使甲烷、二氧化碳和水生成了氢气。催化剂中镍、稀土元素氧化物和铂的组成比例为10:65:0.5。其制备过程是，先将镍、稀土元素氧化物等原料加热熔解，然后导入氨气，使熔解物成为凝胶状，再进行干燥、热处理。这种催化剂微粒孔径为2纳米～100纳米，具有很高的催化活性。乾智行教授将该催化剂装进反应塔，然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸气。结果，在常压及550 ℃～600 ℃条件下，生成物为氢气和一氧化碳，升温至650 ℃，其转化率为80%；温度为700 ℃时，转化率几乎达到100%。

2.用C60作催化剂从甲烷制氢

有人用C60作催化剂，从甲烷制得氢气。在现阶段，C60在高温条件下才能发挥功能，不能立刻达到实用，必须加以改良，制成在低温条件下也能工作的节能催化剂。他们开发的催化剂，是在碳粉里掺10%的C60。在加热到1 000 ℃的容器里，放入0.1克催化剂，以1<SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times

1231456

作为人类长远的战略能源，氢可与其他一次能源结合发展各种氢能系统，特

别是太阳能－氢能综合能源系统有很好发展前途。国际上认为氢能将是21世纪

中后期最理想的能源。

国际能源巨头早在上个世纪末就已经未雨绸缪，开始了对于氢能的研发和应用探索，BP和壳牌在氢能的开发应用上处于领先地位。

BP：更看重氢气发电

BP在去年年底成立了新的替代能源业务部门，并决定增加一倍的投资，以大力发展包括氢在内的可再生能源的开发和利用。

在氢燃料电池领域，BP是全球氢燃料示范项目的主要参与者。目前，BP已经在新加坡开设了两个加氢站。除此之外，设在德国慕尼黑机场的氢燃料站从1998年至今已经成功运营了8年时间。

2004年4月27日，作为美国能源部氢能源的一部分，BP与福特汽车公司达成协议，由福特汽车在美国萨克拉曼多、奥兰多和底特律的主要城市安置30辆氢动力车辆。

BP还参与到中国科技部的氢燃料汽车示范项目中，为科技部在北京的3辆燃料电池公共汽车示范项目设计、建造、运营加氢站设施。

然而，与燃料电池相比，BP更为看重利用氢气发电的业务，氢气发电业务也被直接划归了新成立的替代能源业务部门下，体现了公司的重视。

壳牌：运作全球最大的氢燃料公共运输项目

与BP相比，壳牌关于氢能的应用主要还是集中在燃料电池上。自1998年以来，壳牌在开发替代能源技术方面的投资已经超过了10亿美元，并且成立了专门的氢能业务部。壳牌参与到了欧盟氢燃料电池技术平台的搭建和日本氢燃料电池示范项目的运营中，并已经公开宣称，今年在美国至少要开始运营2座以上新的加氢站。

与BP一样，壳牌也参与了中国科技部的燃料电池公共汽车示范项目，将在上海国际汽车城建设上海首座固定加氢站。

迄今为止，壳牌在燃料电池公共汽车方面的最大项目诞生在今年6月29日。当天，壳牌氢能公司与Connexxion巴士公司和MAN轻卡巴士公司在荷兰鹿特丹签署备忘录，宣布创建世界最大的氢燃料公共运输业务项目。

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就目前而言，氢能作为“二次能源”，国际上的氢能制备来自于矿石燃料、生物质和水，工艺主要有电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、等离子电化学法制氢和生物制氢等。在这些方法中，除了生物制氢技术外。其它方法都是通过自然界中已经存在的碳氢化合物——天然气、煤、石油等一次能源中提取出来的，这种方法制取所得的氢，已经成为了二次能源，它不仅消耗掉了相当大的能量，而且所得效率相当低；并且在其制取过程还对环境产生了污染。

电解水制氢技术是目前应用较广且比较成熟的方法之一。以水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定的能量，则可使水分解成氢气和氧气。提供电能使水分解制得的氢气的效率一般在75％－85％。其中工艺过程比较简单，也不会产生污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。目前电解水的工艺、设备均在不断的改进，但电解水制氢能耗仍然很高。

烃类水蒸汽重整制氢。烃类水蒸汽重整制氢反应是强吸热反应，反应时需外部供热。热效率较低，反应温度较高，反应过程中水大量过量，能耗较高，造成的浪费。

重油氧化制氢重整方法，反应温度较高，制得的氢纯度低，也不利于能源的综合利用。

因此，用这些方式来制取氢，不仅要付出很高的制造成本，还要付出环境代价，而利用效率却相当低。如用这种形式来满足我们对能量的需求，而仅仅为了达到在对能源的末端消费中避免污染，则无疑是舍近求远，得不偿失，是绝对不可取的，还不如直接利用这些化石能源的好。

国外制氢技术

为了寻求经济实用的制氢方法，各国科学家正在努力探索。近年来已经取得了一些进展。如：

1、用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气。

2、用新型的钼的化合物从水中制氢气。

3、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。

4、陶瓷跟水反应制取氢气。

5、甲烷制氢气。

6、从微生物中提取的酶制氢气。

7、从细菌制取氢气。

8、用绿藻生产氢气。

（1）.用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气

有研究人员将0.5克氧化亚铜粉末添加入200立方厘米的蒸馏水中，然后用一盏玻璃灯泡中发出的460纳米～650纳米的可见光进行照射，在氧化亚铜催化剂的作用下，水分解成氢和氧。用这种方法共进行了30次实验，从分解的水中得到了不同比例的氢和氧。试验中发现，如果得到的氧的压力增加到500帕斯卡，水的分解过程就减慢。氧化亚铜粉末的使用寿命可达1 900小时之久。东京技术研究所进一步研究如何提高氢的产生效率，同时研制能够在波长更长的可见光照射下发挥活性的催化剂，该研究所正在试验一种新的含铜铁合金的氧化物。

（2）、用新型的钼的化合物从水中制氢

西班牙瓦伦西亚大学的两位科学家发明了一种低成本的从水中制取氢的方法。他们对催化转化器进行改造，使水分解时仅需很少的成本。他们用一种从钼中获取的化学产品做催化剂，而不使用电能。他们说，如果用氢作原料，从半升水中制得的氢足以使一辆小汽车行驶633公里。

（3）、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解法制氢

有人发现二氧化钛经光（紫外线）照射可分解水的现象。他们本拟应用这一方法制氢，但由于氢和氧的生成量较少，在经济上不合算而中断了这一研究。据最近报道，当同时使用光催化剂反应和超声波照射的方法能够把水完全分解。这种“超声波光催化剂反应”所以能使水完全分解，是由于在超声波的作用下，水可被分解为氢和双氧水，而双氧水经光催化反应又可分解成氧和氢。不过超声波照射和二氧化钛光催化剂虽然获得了完全分解水的结果，但氢的生成量却较少。在添加二氧化锰后，再用超声波照射，二氧化锰分解后的锰离子可溶解到溶液中，使双氧水产生大量的氢。

（4）、陶瓷跟水反应制氢

有人在300 ℃下，使陶瓷跟水反应制得了氢。他们在氩和氮的气流中，将炭的镍铁氧体（CNF）加热到300℃，然后用注射针头向CNF上注水，使水跟热的CNF接触，就制得氢。由于在水分解后CNF又回到了非活性状态，因而铁氧体能反复使用。在每一次反应中，平均每克CNF能产生2立方厘米～3立方厘米的氢气。

（5）、甲烷制氢气

1.用镍铂稀土元素氧化物制氢

有人用镍铂稀土元素氧化物多孔催化剂，使甲烷、二氧化碳和水生成了氢气。催化剂中镍、稀土元素氧化物和铂的组成比例为10:65:0.5。其制备过程是，先将镍、稀土元素氧化物等原料加热熔解，然后导入氨气，使熔解物成为凝胶状，再进行干燥、热处理。这种催化剂微粒孔径为2纳米～100纳米，具有很高的催化活性。乾智行教授将该催化剂装进反应塔，然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸气。结果，在常压及550 ℃～600 ℃条件下，生成物为氢气和一氧化碳，升温至650 ℃，其转化率为80%；温度为700 ℃时，转化率几乎达到100%。

2.用C60作催化剂从甲烷制氢

有人用C60作催化剂，从甲烷制得氢气。在现阶段，C60在高温条件下才能发挥功能，不能立刻达到实用，必须加以改良，制成在低温条件下也能工作的节能催化剂。他们开发的催化剂，是在碳粉里掺10%的C60。在加热到1 000 ℃的容器里，放入0.1克催化剂，以1<SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times

C60有什么用途？

这是C60发现者给出的IUPAC系统命名

LZ有什么看不懂的吗，可以参考Chem.Rev.1011.91.1213-1235?H.W.KROTO，A.?W.ALLAF.and?S.P.BALM

什么是C60?它的特性和用途有哪些?

C60的用途

在C60被发现的短短的十多年中,富勒烯已经广泛地影响到物理,化学,材料学,电子学,生物学,医药学等各个领域,极大地丰富和提高了科学理论,同时也显示出具有巨大的潜在应用前景.

据报道,对C60分子进行掺杂,使C60分子在其笼内或笼外俘获其它原子或集团,形成类C60的衍生物.例如C60F60,就是对C60分子充分氟化,给C60球面加上氟原子,把C60球壳中的所有电子"锁住",使它们不与其它分子结合,因此C60F60表现出不容易粘在其它物质上的特性,其润滑性比C60要好,可作超级耐高温的润滑剂,被视为"分子滚珠".再如,把K,Cs,Tl等金属原子掺进C60分子的笼内,就能使其具有超导性能.用这种材料制成的电机,只要很少电量就能使转子不停地转动.再有,C60H60这些相对分子质量很大的碳氢化合物热值极高,可作火箭的燃料,等等.

C60的性质

C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,因此又名足球烯.

C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形.

处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用sp2杂化轨道重叠形成σ键,每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边.碳原子的三个σ键不是共平面的,键角约为108°或120°,因此整个分子为球状.每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构,因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云.分子轨道计算表明,足球烯具有较大的离域能.

足球烯是美国休斯顿赖斯大学的克罗脱(Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,R.E.)等人于1985年提出的.他们用大功率激光束轰击石墨使其气化,用1MPa压强的氦气产生超声波,使被激光束气化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨胀,并迅速冷却形成新的碳原子,从而得到了C60.C60的组成及结构已经被质谱、X射线分析等实验所证明.此外,还有C70等许多类似C60的分子也已被相继发现.

我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出C60分子.目前,人们对C60分子的结构和反应的认识正在不断深入,它应用于材料科学、超导体等方面的研究正在进行中.

年来，科学家们发现，除金刚石、石墨外，还有一些新的以单质形式存在的碳。其中发现较早并已在研究中取得重要进展的是C60分子。

C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。

C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。

处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用sp2杂化轨道重叠形成σ键，每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边。碳原子的三个σ键不是共平面的，键角约为108°或120°，因此整个分子为球状。每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构，因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云。分子轨道计算表明，足球烯具有较大的离域能。

足球烯是美国休斯顿赖斯大学的克罗脱(Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,R.E.)等人于1985年提出的。他们用大功率激光束轰击石墨使其气化，用1MPa压强的氦气产生超声波，使被激光束气化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨胀，并迅速冷却形成新的碳原子，从而得到了C60。C60的组成及结构已经被质谱、X射线分析等实验所证明。此外，还有C70等许多类似C60的分子也已被相继发现。

我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出C60分子。目前，人们对C60分子的结构和反应的认识正在不断深入，它应用于材料科学、超导体等方面的研究正在进行中。

二

C60是80年代中期新发现的一种碳原子簇，它是单质，是石墨、金刚石的同素异形体。很久以前在宇宙光谱中就发现过它，直到1985年人们才用激光的方法合成并分离得到较纯的C60（含C70），它有确定的组成，60个碳原子构成像足球一样的32面体，包括20个六边形，12个五边形。由于这个结构的提出是受到建筑学家富勒（Buckminster Fuller）的启发。富勒曾设计一种用六边形和五边形构成的球形薄壳建筑结构。因此科学家把C60叫做足球烯，也叫做富勒烯，为什么叫烯呢？因为32面体的每个顶点上的碳原子跟三个其它的碳原子相邻。如同苯环上每个碳原子都是SP2杂化。P轨道在环的上、下形成π键一样，足球烯每个顶角上的碳原子也都满足SP2杂化的要求，（类似萘环上两个不带氢原子的碳原子）剩余的P轨道在C60分子的和内腔形成π键。也可以想象C60分子的封闭壳上犹如“贴了”20个苯环一样。科学家们预言它具有芳香性；丰富的π电子可以形成配合物；有特殊的物理、光谱性质等等。这样一来就吸引了许多人研究它。从合成方法的改进到各种性质的测试，从量子化学的计算到合成各种包含物、配合物。有些新的碳簇配合物又具有特殊的超导材料性能。为寻求它们的应用价值，人们还在不断努力。这样就使C60大大时髦了一阵，成为近两年来物理和化学界的研究热门话题。

科学家的研究思路也是从已知推向未知的探索，因为它是石墨、金刚石的同素异形体，因此有人就联想到用廉价的石墨作原料合成C60，也有人想到它含有苯环单元的结构，是不是可以选用苯作原料合成C60。这些设想他们都成功了，1000g苯可以制得3gC70和C60的混合物（它们的比率0.26～5.7）。有人像计算苯一样地计算碳簇分子的共振能、π电子总能、自由价等等。

(1)C60的发现

1985年，英国科学家克罗托(H.W.Kroto)等用质谱仪，严格控制实验条件，得到以C60为主的质谱图。由于受建筑学家布克米尼斯特·富勒(Buckminster Fuller)设计的球形薄壳建筑结构的启发，克罗托等提出C60是由60个碳原子构成的球形32面体，即由12个五边形和20个六边形构成。其中五边形彼此不相连，只与六边形相连。每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻的3个碳原子相连，剩余的p轨道在C60分子的和内腔形成键。除C60外，具有封闭笼状结构的还可能有C28、C32、C50、C70、C84……C240、C540等，统称为Fullerene。

(2)C60的超导性

1991年，赫巴德(Hebard)等首先提出掺钾C60具有超导性，超导起始温度为18 K，打破了有机超导体(Et)2Cu[N(CN)2]Cl超导起始温度为12.8 K的纪录。不久又制备出Rb3C60的超导体，超导起始温度为29 K。表6-1列出了已合成的各种掺杂C60的超导体和超导起始温度，说明掺杂C60的超导体已进入高温超导体的行列。我国在这方面的研究也很有成就，北京大学和中国科学院物理所合作，成功地合成了K3C60和Rb3C60超导体，超导起始温度分别为8 K和28 K。有科学工作者预言，如果掺杂C240和掺杂C540，有可能合成出具有更高超导起始温度的超导体。

(3)C60的命名

克罗托等人之所以能够勾画出C60的分子结构，富勒的启示起了关键性作用，因此他们一致建议，用布克米尼斯特·富勒(Buckminster Fuller)的姓名加上一个词尾-ene来命名C60及其一系列碳原子簇，称为Buckminsterfullerene，简称Fullerene，中译名为富勒烯。

为什么要在Fuller的后面加上一个词尾?ene呢?这是考虑到C60分子和苯及其衍生物一样，都具有芳香族的结构，具有不饱和性，而在英文中，对具有不饱和性的化合物的命名常常带有词尾-ene，于是便产生了Fullerene这个名称，中译名里对带词尾-ene的化合物常被译成烯，于是，Fullerene的中译名就是富勒烯。

由于C60分子的形状和结构酷似英国式足球()，所以又被形象地称为Soccerene(同样带有词尾-ene)，中译名为“足球烯”。还有人用富勒的名字(Buckminster)的词头Buck来命名，称为Buckyball，中译名为“布基球”。

对于将C60及其一系列碳原子簇称为烯，在化学界是有争议的，因为根据有机化学系统命名原则，烯表示含双键的烃，而C60及其一系列碳原子簇是完全由碳原子组成的单质，并不是一种化合物，当然也不是烯烃。因此，有些化学家不同意使用富勒烯这个名称。可是，在命名这个问题上历来都有尊重约定俗成的习惯，也许细说起来富勒烯这个名称有它不合理和可以探讨的地方，但是由于约定俗成的原因，现在的书籍和文献中仍都用Fullerene这个名称。

有人建议称C60及其一系列碳原子簇为“球碳”，理由是它们是由碳元素组成的球形分子；有人建议称为“笼碳”，理由是它们是一种中空的笼形分子；还有人建议把“球碳”、“笼碳”和“富勒”综合起来，称为“富勒球碳”、“富勒笼碳”。总而言之，在C60及其一系列碳原子簇的命名上，真称得上百家争鸣了，但迄今为止，还没有一种令大家都满意的名称。

(4)C60的潜在应用前景

除了超导领域以外，C60在以下几个方面也具有广泛的应用前景。

①气体的贮存

利用C60独特的分子结构，可以将C60用作比金属及其合金更为有效和新型的吸氢材料。每一个C60分子中存在着30个碳碳双键，因此，把C60分子中的双键打开便能吸收氢气。现在已知的C60的稳定的氢化物有C60H24、C60H36和C60H48。

在控制温度和压力的条件下，可以简单地用C60和氢气制成C60的氢化物，它在常温下非常稳定，而在80 ℃～215 ℃时，C60的氢化物便释放出氢气，留下纯的C60，它可以被100%地回收，并被用来重新制备C60的氢化物。与金属或其合金的贮氢材料相比，用C60贮存氢气具有价格较低的优点，而且C60比金属及其合金要轻，因此，相同质量的材料，C60所贮存的氢气比金属或其合金要多。

C60不但可以贮存氢气，还可以用来贮存氧气。与高压钢瓶贮氧相比，高压钢瓶的压力为3.9×106 Pa，属于高压贮氧法，而C60贮氧的压力只有2.3×105 Pa，属于低压贮氧法。利用C60在低压下大量贮存氧气对于医疗部门、军事部门乃至商业部门都会有很多用途。

②有感觉功能的传感器

由于用C60薄膜做基质材料可以制成手指状组合型的电容器，用它来制成的化学传感器具有比传统的传感器尺寸小、简单、可再生和价格低等优点，可能成为传感器中颇具吸引力的一种候选产品。

③增强金属

提高金属材料的强度可以通过合金化、塑性变形和热处理等手段，强化的途径之一是通过几何交互作用，例如将焦炭中的碳分散在金属中，碳与金属在晶格中相互交换位置，可以引起金属的塑性变形，碳与金属形成碳化物颗粒，都能使金属增强。

在增强金属材料方面，C60的作用将比焦炭中的碳更好，这是因为C60比碳的颗粒更小、活性更高，C60与金属作用产生的碳化物分散体的颗粒大小是0.7 nm，而碳与金属作用产生的碳化物分散体的颗粒大小为1 μm～5 μm，在增强金属的作用上有较大差别。

④新型催化剂

在发现C60以后，化学家们开始探讨C60用于催化剂的可能性。C60具有烯烃的电子结构，可以与过渡金属(如铂系金属和镍)形成一系列络合物。例如C60与铂、锇可以结合成｛[(C2H5)3P]2Pt｝C60和C60OsO4·(四特丁基吡啶)等配位化合物，它们有可能成为高效的催化剂。

日本丰桥科技大学的研究人员合成了具有高度催化活性的钯与C60的化合物C60Pd6。中国武汉大学的研究人员合成了Pt(PPh3)2C60(PPh3为三苯基膦)，对于硅氢加成反应具有很高的催化活性。

⑤光学应用

具有独特微观结构的C60具有特殊的光学性质，其中令人感兴趣的光学性质之一是光限制性，即在增加入射光的强度时，C60会使光学材料的传输性能降低。

光限制性对于保护眼睛具有重要意义。以C60的光学限制性为基础，可研制出光限制产品，它只允许在敏化阈值以下(即对眼的危险阈值以下)的光通过，这样就起到了保护人眼免受强光损伤的作用。

⑥癌细胞的杀伤效应

C60经光激发后有很高的单线态氧的产率，而单线态氧与生物机体的生理生化功能、组织损伤、肿瘤以及光化治疗技术都有着重要关系。

当对C60的激发光强度达到4 000 lx时，癌细胞受单线态氧的作用已接近100%死亡，因此能有效地破坏癌细胞的质膜和细胞内的线粒体中质网和核膜等重要的癌细胞结构，从而导致癌细胞的损伤乃至死亡。

还有的研究指出，可以将肿瘤细胞的抗体附着在C60分子上，然后将带有抗体的C60分子引向肿瘤，也可以达到杀伤肿瘤细胞的目的。

⑦其他医疗功能

C60的衍生物具有抑制人体免疫缺损蛋白酶的活性的功能。人体免疫缺损蛋白酶是一种导致艾滋病的，因此，C60的衍生物有可能在防治艾滋病的研究上发挥作用。

C60还适宜于在生物系统中充当自由基清除剂和水溶性抗氧剂，自由基是导致某些疾病甚至肿瘤的有害物质，C60可望能够降低患病者血液中自由基的浓度，还可抑制畸形的和患病细胞的生长。