分会

第二十四分会：功能晶态材料

摘要

富勒烯-卟啉共晶体系中存在各种作用力，主要包括π-π作用、氢键、范德华力等非共价键作用，而对这些作用机制研究的表征技术主要有单晶XRD、紫外、荧光和时间分辨稳态吸收光谱等。但对于这些共晶弱键合作用的综合影响，却一直缺少一种有效表征这些作用力强度大小的方法。 本研究以磁稀释的富勒烯-卟啉共晶体系为研究对象，分别在卟啉和富勒烯C60中引入磁性粒子，将配体作为自旋探针来研究超分子间作用力大小。一方面，在卟啉中引入磁性粒子Cu2+（S=1/2），利用X波段电子顺磁共振技术（X-EPR）探究了卟啉在与富勒烯C60作用前后Cu2+的超精细作用变化。另一方面，在富勒烯C60中引入顺磁的N原子（S=3/2），所得的氮内嵌富勒烯（N@C60）分子在极低的浓度下（150ppm）也能在室温表现出极强的EPR信号。在该超分子体系中，N@C60由于和卟啉作用产生对称性破缺并引起N原子电子结构发生改变，简并的4S3/2电子自旋态也因产生的零场分裂而发生能级进一步劈裂，这一影响可直接通过EPR信号中的零场分裂峰观察，并根据零场分裂大小判断作用力的强弱。 本研究利用磁性配体作为自旋探针，并用N@C60分子结合X-EPR表征了富勒烯和卟啉间的作用力大小，这一方法为测量其它超分子间作用力强弱提供了良好的策略。

关键词

晶弱键合作用；自旋探针；氮内嵌富勒烯

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