1996 Fiscal Year Annual Research Report

フッ化フラーレンの結晶構造と電子構造

Research Project

Project/Area Number	08640643
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	沖野不二雄信州大学, 繊維学部, 助教授 (60214037)
Keywords	フッ素化フラーレン / フラーレン / X線構造解析 / 単結晶 / 固体リチウム電池 / 電気化学 / 電子構造 / サイクリックボルタンメトリー
Research Abstract	1.C_<60>をフッ素化するとC-F共有結合をもったC_<60>F_xが得られる。粉末X線構造解析により,高速で回転した,C-F結合の分だけ殻が厚くなった球状分子C_<60>F_xが面心立方構造をとることを見いだした。また,このC_<60>F_xの単結晶育成にも世界で始めて成功し,そのX線構造解析により,C_<60>F_xの中心からの炭素およびフッ素原子までの距離を定量的に決定した。組成はC_<60>F_<46>,格子定数は17.158(3)Åであった。 2.XPS,UPS,XANESなどの電子分光法によって,フッ素化にともなってC_<60>の電子構造がどのように変化するかを明らかにした。フッ素が結合することによりπ共役系が縮小し,π,π^バンドの幅が狭くなり,同時にフッ素の誘起効果によりπ,π^バンドのエネルギー準位が低下する。 3.C_<60>F_x,C_<70>F_xを正極とし,ポリホスファゼン誘導体にリチウムイオンをドープした高分子固体電解質を用いた固体リチウム電池の定電流放電やボルタンメトリーにより,フッ化フラーレンの電気化学的性質を明らかにした。電池の開回路電圧は4.0Vと高く,90%という高い正極利用率が得られることがわかった。この放電機構はリチウムによるC-F結合の還元であり,最終的にはフッ素の付加していないフラーレンになると考えられる。 4.CH_2Cl_2溶液中でのサイクリックボルタンメトリー測定によって,C_<60>,C_<70>,C_<60>F_x,C_<70>F_x分子の酸化還元挙動を調べ,ボルンの溶媒和モデルおよび溶液中での化学種の電子移動反応の標準電位と電子親和力との関係を用いることによって,C_<60>F_<36>,C_<60>F_<46>およびC_<70>F_<54>の電子親和力をそれぞれ3.48,4.23と4.42eVと見積もった。この結果は,フラーレンのLUMO-π^*準位がフッ素付加数の関数として深くなることを明らかにしたものである。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] R.Mitsumoto: "Soft X-ray absorption,UV photoemission,and VUV absorption spectroscopic studies of fluorinated fullerenes" J.of Electron Spectrosc.Relat.Phenomena. 78. 453-456 (1996)
[Publications] F.Okino: "Single crystal of C_<60>F_x and the X-ray stuctural analysis" Fullerene Science & Technology. 4 (5). 873-885 (1996)
[Publications] N.Liu: "Solid state lithium cells based on fluorinated fullerene cathodes" J.Electorchem.Soc.143 (7). 2267-2272 (1996)
[Publications] S.Kawasaki: "Discrete-variational Xα calculations of C_<60>F_x with x=0,36,and 48" Phys.Rev.B. 53 (24). 16652-16655 (1996)
[Publications] N.Liu: "Electrochemical behavior of fluorinated fullerenes C_<60>F_x and C_<70>F_x" J.Electorchem.Soc.143 (9). L214-L217 (1996)
[Publications] F.Okino: ""Graphite and fullerene intercalation compounds" in Comprehensive supramolecular chemistry,Vol.7" Pergamon, 52 (1996)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

フッ化フラーレンの結晶構造と電子構造

Principal Investigator

沖野 不二雄 信州大学, 繊維学部, 助教授 (60214037)

Research Products

[Publications] R.Mitsumoto: "Soft X-ray absorption,UV photoemission,and VUV absorption spectroscopic studies of fluorinated fullerenes" J.of Electron Spectrosc.Relat.Phenomena. 78. 453-456 (1996)

[Publications] F.Okino: "Single crystal of C_<60>F_x and the X-ray stuctural analysis" Fullerene Science & Technology. 4 (5). 873-885 (1996)

[Publications] N.Liu: "Solid state lithium cells based on fluorinated fullerene cathodes" J.Electorchem.Soc.143 (7). 2267-2272 (1996)

[Publications] S.Kawasaki: "Discrete-variational Xα calculations of C_<60>F_x with x=0,36,and 48" Phys.Rev.B. 53 (24). 16652-16655 (1996)

[Publications] N.Liu: "Electrochemical behavior of fluorinated fullerenes C_<60>F_x and C_<70>F_x" J.Electorchem.Soc.143 (9). L214-L217 (1996)

[Publications] F.Okino: ""Graphite and fullerene intercalation compounds" in Comprehensive supramolecular chemistry,Vol.7" Pergamon, 52 (1996)

沖野不二雄信州大学, 繊維学部, 助教授 (60214037)