ChemStudy

Методы синтеза эндометаллофуллеренов

Эндоэдральная молекула может быть получена двумя различными способами:

· первый способ состоит в создании таких условий, когда уже в процессе синтеза фуллеренов некоторая доля молекул оказывается заполненной атомами или молекулами элемента, присутствующего в зоне синтеза;

· второй способ синтеза эндоэдральных соединений основан на внедрение атомов или молекул внутрь углеродного каркаса уже готовых молекул фуллерена.

Лазерное распыление

Метод лазерного распыления был использован для получения эндометаллофуллеренов еще в первой работе [3]. Для образования эндоэдральных фуллеренов необходимо присутствие в высокотемпературной области определенного количества паров того элемента, который должен быть заключен внутрь углеродного каркаса. В первых работах это достигалось использованием специально приготовленного материала мишени, представляющего собой графит низкой плотности, вымоченный в водном растворе соли LaCl3. Поверхность графитового диска подвергалась воздействию импульсов сфокусированного лазерного излучения с длиной волны 532 нм, длительностью 5 нс. и энергией 30 – 40 мДж (рис. 2). После окончания лазерного импульса облучаемая поверхность обдувалась потоком гелия, который формировалась в импульсном сопле. Углеродный пар, содержащий также примесь паров лантана, уносился потоком гелия, и по мере остывания атомов углерода происходила конденсация, сопровождаемая образованием кластеров углерода. Полученный таким образом поток кластеров направлялся в камеру масс-спектрометра. Масс-спектры продуктов термического испарения материала мишени наряду с полыми фуллеренами С60, С70 и др. также содержали эндоэдральные фуллерены La@C60 и La2@C60.

Рис. 2. Схема установки лазерного испарения графита для получения фуллеренов и эндометаллофуллеренов.

Синтез эндоэдральных фуллеренов в микроколичествах был впервые осуществлен в работе [14], существенной особенностью, которой было использование в качестве лазерной мишени композитного материала, полученного прессованием La2O3, графитового порошка и смолы. Мишень помещалась в цилиндрическую, заполненную гелием, подогреваемую камеру. Как показали результаты масс-спектрометрического анализа, при лазерном облучении металлографитового материала в атмосфере гелия наряду с полыми фуллеренами образуются также эндоэдральные соединения типа La@C2n, где n³30.

Метод получения эндоэдральных фуллеренов посредством лазерного воздействия на мишени из композитного материала не нашел в дальнейшем широкого применения, что связано в первую очередь с его весьма низкой производительностью, а также малым выходом эндоэдралов.

Электродуговой метод

Существенно более высокими показателями характеризуется электродуговой метод синтеза эндофуллеренсодержащей сажи. В этом методе используется традиционный способ синтеза фуллеренов, разработанный Кретчмером и Хафманом [15]. В результате термического распыления материала графитового электрода в электрической дуге, горящей в атмосфере Не, образуется сажа, содержащая до 20 % фуллеренов, главным образом С60 и С70. Добавление некоторого (небольшого), количества паров металла приводит к образованию эндоэдральных металлофуллеренов, содержание которых достигает 1,5 % от веса сажи [16].

РАКВЕРЕ (Rakvere) (до 1917 официальное название Везенберг) , город в Эстонии. Железнодорожная станция. 20,1 тыс. жителей (1991). Пищевая, легкая, лесная, деревообрабатывающая, машиностроительная промышленность. Театр. Краеведческий музей. Известен с 13 в., в русских летописях называется Ракобор.

ЦЕСИС (до 1917 официальное название Венден) , город в Латвии, на р. Гауя. Железнодорожная станция. 22 тыс. жителей (1989). Пищевая промышленность; предприятия стройматериалов и др. Исторический и художественный музей. Известен с 1206.

ЧУСТ , город (с 1969) в Узбекистане, Наманганская обл., в 12 км от ж.-д. ст. Чуст. 49 тыс. жителей (1991). Хлопкоочистительный завод, фабрика художественных изделий. Старинный центр художественных ремесел (вышивка тюбетеек и др.). Музей поэта и просветителя Мухаммадшарифа Суфизаде. Близ Чуста - Чустское поселение эпохи бронзы.