摘要
当今世界纳米材料的构筑一直是研究的热点，纳米材料的构筑有两种设计策略：“自上而下”(top-down)和“自下而上”(bottom-up)的方法。纳米材料的性能依赖于其尺寸和形貌。在“自下而上”的方法中，结构单元通过分子精度水平的自组装，使设计不同尺寸的纳米材料成为可能，而具有纳米尺度、各项同性、球形特点的富勒烯C60分子正是构筑纳米材料理想的结构单元。C60通过分子间作用力相互结合自组装成形貌各异的富勒烯晶体，为实现C60分子的独特性能提供了可能。因此，研究有效控制富勒烯晶体形貌的方法十分重要。本学位论文主要研究内容如下： 1.在液-液界面析出(liquid-liquid interface precipitation,LLIP)法基础上通过在溶液混合时进行高温处理，制备出球形富勒烯晶体，比较了不同温度、溶剂种类对C60结晶的影响。 2.利用LLIP法，在C60甲苯饱和溶液/四氯化碳(carbon tetrachloride,CCl4)体系制备出二维(two dimensional,2D)六边形富勒烯晶体，随着富勒烯晶体上覆盖的溶液挥发，原本光滑的表面出现棒状结构。通过将富勒烯晶体不同溶剂环境下的对比试验，提出是富勒烯晶体形貌转变机理为溶剂蒸发速度的差异造成溶剂环境变化。 3.利用LLIP法，在C60邻二甲苯/正丁醇体系制备出三维(three dimensional,3D)块状富勒烯晶体，在空气中干燥时观察到原本光滑的表面出现纤细的一维(one dimensional,1D)结构相互交叉，结合六边形富勒烯晶体在空气中转变的机理，通过精确配制邻二甲苯/正丁醇混合溶液成功制得笼状富勒烯晶体。 4.利用LLIP法在C60甲苯/叔丁醇(tertiary butyl alcohol,TBA)体系制得菱形富勒烯晶体，利用乙醇进行洗涤发现原本光滑的表面变得凹凸不平，这可能是制备多孔富勒烯晶体的一个新途径。通过配制合适的溶剂环境，成功实现了菱形富勒烯晶体到栅栏状富勒烯晶体再到纤维状富勒烯晶体的形貌转变。 5.受LLIP法的启发，提出一种制备富勒烯晶体的新方法-双溶剂挥发法。通过调整溶液中良溶剂和不良溶剂的体积比，成功制得花状富勒烯晶体。
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