为了研究富勒烯的形成机理,本组通过在氯参与的合成富勒烯的条件下对富勒烯相关的碎片和不稳定的富勒烯异构体进行捕获;在近年来,成功地对一系列的碳氯团簇（被氯稳定的富勒烯碎片）进行了合成,分离和表征。基于对碳氯团簇的化学性质研究,对碳氯团簇的功能化不断被报道。但是对这些由碳氯团簇功能化获得的材料的应用研究进展还远滞后于材料的合成。为了拓展碳氯团簇的应用研究,“碳氯团簇构筑的功能化材料的应用”成为了本论文的研究主题。本文围绕着这个主题,主要在:（1）碳氯团簇的合成;（2）基于碳氯团簇构筑功能化材料;（3）碳氯团簇构筑功能化材料的应用;这三方面展开研究工作。主要的研究结果包括以下几个方面:1、利用PCl₅和BMC（AlCl₃、S₂Cl₂和SO₂Cl₂混合溶剂）作为氯化试剂,通过化学合成法成功地获得了C₁₂C₁₈（全氯代苊烯）和C₁₆Cl₁₀（全氯代苯并苊烯）。并在溶剂热的条件下,通过碳氯团簇(C₁₂C₁₈、C₁₆Cl₁₀)与二巯基化合物的二钠盐（2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑二钠盐、硫化钠）的威廉森反应制备出了一系列分散性好、粒径较为均一的碳氯团簇微球。利用稀盐酸对碳氯团簇微球的洗涤,能够将微球表面的-SNa转变为-SH,使碳氯团簇微球被巯基功能化,有了潜在的应用前景。2、基于巯基和贵金属纳米颗粒的作用,贵金属纳米颗粒可以负载于巯基功能化的碳氯团簇微球表面,使碳氯团簇微球具备了作为贵金属催化剂载体的潜在应用价值。本论文在以柠檬酸三钠为保护剂,硼氢化钠为还原剂,还原氯金酸的体系中加入碳氯团簇微球,可以有效地在碳氯团簇微球表面高分散地负载粒径约为17 nm的Au纳米颗粒。对负载了Au纳米颗粒的微球以催化对硝基苯酚的还原反应来评价其催化活性和稳定性。结果表明,该催化剂经八轮循环使用后,对硝基苯酚的转化率依旧保持在90%以上;而未负载的Au纳米颗粒在经过两轮循环使用后,催化活性有明显的下降。通过相同的负载方法,对碳氯团簇微球也进行了Pd纳米颗粒的负载,所负载的Pd纳米颗粒对该反应同样具有很好的催化活性和稳定性。通过对负载Au、Pd纳米颗粒的碳氯团簇微球的催化活性和稳定性的研究,使碳氯团簇微球在负载型贵金属催化剂制备方面有了应用的前景。3、基于巯基与重金属离子的络合作用,使表面巯基功能化的碳氯团簇微球在重金属离子的吸附方面有潜在的应用价值。以C₁₆Cl₁₀与2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑二钠盐的威廉森反应得到的微球作为吸附剂,对单一重金属离子(Pb²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺)进行吸附,发现碳氯团簇微球对Pb²⁺有较好的吸附能力,吸附容量达到了120 mg/g;在对Pb²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺三元共存体系的吸附考察中,发现碳氯团簇微球对Pb²⁺有很好的吸附选择性;我们对碳氯团簇微球吸附Pb²⁺的最佳条件进行了探索,发现在弱酸性条件下（pH=5～7）,碳氯团簇微球对Pb²⁺的吸附效果最好;不同组成的碳氯团簇微球对Pb²⁺吸附容量的差异,表明不同碳氯团簇微球表面的巯基含量有所不同;与几种商业无机材料（TiO₂（P25）、Al₂O₃、Fe₂O₃）相比,碳氯团簇微球有着明显较高的吸附性能。通过对碳氯团簇微球对Pb²⁺吸附容量和选择吸附性能的研究,说明碳氯团簇微球在富含Pb²⁺的工业废水处理中,有着应用的前景。