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本论文通过电弧放电法合成配合二氯苯超声提取,并进一步利用HPLC分离得到了一系列异构体纯的含Sm金属富勒烯,其中包括分子式为Sm@C2n(n=40-42,44-47)的单金属富勒烯和分子式为Sm2@C2n(2n=88,92,104)的双金属富勒烯。对分离得到的金属富勒烯进行了LDI-TOF-MS和UV-Vis-NIR表征。利用扩散方法培养出Sm2@C104(Ⅰ)与Ni(OEP)的共晶,通过单晶X-射线衍射确定了Sm2@C104(Ⅰ)的结构。对Sm2@C104(Ⅰ)的分子轨道能级进行了理论计算。研究了部分Sm金属富勒烯的反应活性。分离得到的单金属富勒烯中有8种新的Sm金属富勒烯,即Sm@C82(Ⅰ)、Sm@C88、Sm@C90(Ⅰ-Ⅳ)、Sm@C92、Sm@C94。其中Sm@C90(Ⅲ)的UV-Vis-NIR吸收光谱与文献报道的含Ca、Eu、Yb的+2价金属富勒烯都不相同,可能是一种不同的碳笼。另外七种Sm单金属富勒烯的UV-Vis-NIR吸收光谱分别与某种已经报道的Ca、Eu、Yb单金属富勒烯相似。对比分离得到的Sm2C88、Sm2C92和Sm2C104(Ⅰ-Ⅲ)与文献报道的双金属富勒烯、碳化物型金属富勒烯、TNT型金属富勒烯的UV-Vis-NIR吸收光谱,发现Sm2C88、Sm2C92和Sm2C104(Ⅱ)的吸收与文献报道的M2C90(Ⅱ)(M=Dy,Er)、M2C94(Ⅰ)(M=Dy,Er,Gd)、Gd2C106相似,其结构应为双金属富勒烯而非碳化物型金属富勒烯,碳笼内的Sm以+2价存在。Sm2@C104(Ⅰ)·2Ni(OEP)单晶X-射线晶体学研究结果显示,碳笼为符合IPR规则的D3d(822)-C104。该碳笼为扁平形,两个Sm原子分别处在碳笼的两端,靠近C3轴,相距5.8322(7)(?)。D3d(822)-C104可以由Ih-C80沿垂直于C3轴的方向分开后插入24个碳原子得到,具有纳米胶囊特征。通过B3LYP密度泛函计算研究了D3d(822)-C104及其负4价离子的电子结构,发现D3d(822)-C104的HOMO和LUMO能级的差值比较小,不利于空心富勒烯生成,但其负四价离子的HOMO和LUMO能级差值显著增大,有利于生成金属富勒烯Sm2@D3d(822)-C104。研究了Sm@C84、Sm@C88、Sm@C90(Ⅳ)和Sm@C94四种金属富勒烯与三苯基膦、丁炔二酸二甲脂的反应,通过HPLC分离得到四种金属富勒烯衍生的主产物,并进行了LDI-TOF-MS和UV-Vis-NIR表征。四个主产物都是单加成产物,其中Sm@C84和Sm@C88的主产物的UV-Vis-NIR吸收与原始的金属富勒烯不同,具有环丙烷结构;Sm@C90(Ⅳ)和Sm@C94的主产物的UV-Vis-NIR吸收与原始的金属富勒烯类似,具有开环桥式结构。