【摘 要】
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富勒烯的中空碳笼内嵌入金属原子或团簇可形成内嵌金属富勒烯（Endohedral Metallofullerenes,EMFs）。将内嵌金属富勒烯通过液液界面沉积法组装为外观规则、尺寸均一的微纳结构在光电器件领域应用前景广泛。目前,人们对含铒内嵌金属富勒烯研究较少,对其微纳结构也缺少系统性的研究。并且由于铒原子特殊的荧光性质,其在荧光追踪等领域不乏应用。基于此,本文首先对含铒内嵌金属富勒烯进行了合成
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富勒烯的中空碳笼内嵌入金属原子或团簇可形成内嵌金属富勒烯（Endohedral Metallofullerenes,EMFs）。将内嵌金属富勒烯通过液液界面沉积法组装为外观规则、尺寸均一的微纳结构在光电器件领域应用前景广泛。目前,人们对含铒内嵌金属富勒烯研究较少,对其微纳结构也缺少系统性的研究。并且由于铒原子特殊的荧光性质,其在荧光追踪等领域不乏应用。基于此,本文首先对含铒内嵌金属富勒烯进行了合成分离,之后对含铒内嵌金属富勒烯的自组装行为及其自组装体的光电性质进行了探索。主要研究内容及结论如下:（1）利用直流电弧放电法制备了一系列含铒内嵌金属富勒烯,通过高效液相色谱分离出Er3N@Ih-C80、Er2@Cs（6）-C82和Er2@C3v（8）-C82的样品。并首次分离出未曾报道的含铒内嵌金属富勒烯Er2O@Cs（6）-C82。其笼内非直线型团簇单元中Er-O键长分别为1.972（?）和1.864（?）,键角为147.65°,相比之下Sc2O@Cs（6）-C82中Sc2O单元键角为156.63°,推测是由于铒原子半径大于钪原子所致。Er2O@Cs（6）-C82中有18个铒的无序位置,均沿着富勒烯内表面连续的六边形带分布,与Sc2O@Cs（6）-C82相似。（2）利用液液界面沉积法,在不同的良/不良溶剂体系下,通过调整溶剂比例等条件,制备了多种尺寸均一、外观规整的Er3N@Ih-C80、Er2@Cs（6）-C82和Er2@C3v（8）-C82微纳结构。并发现,微纳结构主要取决于良/不良溶剂体系,当良溶剂为二硫化碳（CS2）时,会形成规则的二维薄片或新奇的三维菱形十二面体结构,而当良溶剂为间二甲苯时则多为一维纳米棒状或纳米针状结构。除此之外,良/不良溶剂比例会影响形貌尺寸,而实验温度则会影响形貌均一性。（3）Er2@Cs（6）-C82和Er2@C3v（8）-C82可分别于间二甲苯/IPA溶剂体系下自组装为相似的纳米针状结构,并具有相同的晶型,均为面心立方结构。表明异构体种类对其自组装行为影响不大。此外,相比其原始金属富勒烯粉末,由于自组装体具有规则的结构,因此在近红外区域呈现较宽且较强光吸收。并且,由于其良好的结晶性,Er2@Cs（6）-C82纳米针较其粉末表现出显著的光致发光增强,表明其作为光电器件的潜在应用价值。
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