合成富勒烯的方法已有不少，但是富勒烯的产率一直无法达到令人满意的程度：继C₆₀大量合成之后，又有不少富勒烯相继问世，如C₇₀、C₇₆、C₈₀、C₈₂、C₈₄、C₉₀、C₉₂、C₉₄等，尽管在气相实验中观测到小于C₆₀的富勒烯，但是由于它们具有相邻的五元环，致使其结构不稳定，所以关于它们的分离和表征很少报道；由于实验证据的不足，富勒烯的形成过程至今仍然不清楚。针对富勒烯科学所面临的这些问题，本论文通过在石墨电弧放电反应中引入氯源，进行了一系列的有关氯参与下合成富勒烯的实验，重点考察了氯对富勒烯形成的影响。以下是本论文的主要研究成果。 1．少量氯源的加入，可以显著提高富勒烯的产率（如He／CCl₄分压分别为300 torr／10 torr，富勒烯的产率几乎是无CCl₄存在时的5倍）。在一定条件下，He气和CCl₄在富勒烯的形成过程中，相辅相成，表现出协同作用，共同提高富勒烯的产率。这个实验结果将对富勒烯规模化生产具有重要意义。 2．首次在氯参与下石墨电弧放电反应中合成出氯代富勒烯——C₅₀Cl₁₀。通过质谱、¹³C核磁共振谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱，对其进行了较为全面细致的结构和性质的表征，证实了它是具有D_5h对称性的笼形结构的富勒烯。C₅₀Cl₁₀的成功合成，预示着，如果将容易聚合的碳簇的高活性点（五元环和五元环相接处）饱和，那么实际上是可以合成和分离比C₆₀更小的富勒烯的。 3．借助HPLC-UV／MS技术，确定了氯参与下石墨电弧反应产物中近70种成分；根据氯代碳簇与富勒烯之间的关系，基本确定了一些氯代碳簇如C₆Cl₆、C₁₀Cl₈、C₁₂Cl₈、C₁₄Cl₈（Ⅰ）、C₁₆Cl₁₀（Ⅰ）、C₁₈Cl₁₀和C₂₀Cl₁₀（Ⅰ）是富勒烯形成的中间体，另一些氯代碳簇如C₁₄Cl₈（Ⅱ）和C₁₆Cl₁₀（Ⅱ）是与富勒烯无关的反应副产物；根据前人的研究成果及本论文的实验结果，提出了氯参与下富勒烯形成的可能的机理。