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C60特殊的结构和性质，使其成为组成有机晶体管、超导体、光电响应纳电器件和燃料电池的理想材料。本论文以C60分子为基础，选用不同的制备方法，进一步构筑了各种C60纳米材料，并对它们的结构和性质进行了详细的研究，为这些功能纳米材料应用于光电器件和燃料电池等领域奠定了基础。制备了包括C60一维的纳米棒、纳米线和纳米管，二维的纳米片，三维的纳米环和纳米碗以及由C60纳米棒组成的一维束状结构。检测了C60一维束状结构的光电性能和C60空心碗状纳米结构作为燃料电池催化剂载体对甲醇氧化催化性能。
1.改进液液界面沉淀法，在溶液中将C60纳米棒定向组装成束状结构，实现了将C60分子进一步向纳米，微米及可操作结构的组装。以间二甲苯作为C60的良好溶剂，异丙醇作为C60的不良溶剂，首先制备了C60的一维纳米线和纳米管。通过将C60间二甲苯溶液的浓度从0.5 mg/mL降至0.3 mg/mL，有效地增加了C60纳米线和纳米管的长度；通过将间二甲苯与异丙醇溶液的体积比从1：2增至1：5，实现了C60一维纳米结构由实心纳米线向空心纳米管的转变。向异丙醇相引入少量去离子水，不借助外力，将C60纳米棒定向组装形成方向一致、紧密排列的一维束状结构。C60在其中以分子形式存在，没有发生聚合，通过改变两相溶剂的种类，确定了组装机理。
2.采用与传统超声化学不同的超声物理方法，首次制备了三维的C60空心纳米碗状结构和环状结构，并且在同一系统内，调控制备了从一维到三维纯的C60结构。选择间二甲苯和乙腈二元有机溶液，以超声产生的气泡作为模板，通过辅助调节C60间二甲苯溶液浓度以及C60间二甲苯溶液与乙腈的比例，实现了对C60形貌的调控，制备出了大范围、纯的C60的纳米棒、纳米线、纳米环和纳米碗。讨论了在不同C60间二甲苯溶液浓度条件下，超声作用对于形成C60一维结构、二维以及三维纳米结构的影响。
3.对已制备的不同形貌的C60纳米结构的材料分别进行了性能研究。首先是对单根C60纳米棒与C60一维束状结构在光电性能进行了比较。单根C60纳米棒的光电响应为其暗电流4倍左右，而经过组装的C60一维束状结构的光电响应为1000倍以上，并且C60一维束状结构光电流强度比单根C60纳米棒提高了5个数量级。然后对C60空心纳米碗状作为燃料电池催化剂载体对甲醇氧化催化性能进行了研究。在相同用量的C60(46.6μg)与Pt(33.6μg)的情况下，由C60空心纳米碗比实心球制备的电极对甲醇氧化具有更高的电催化性能，前者正向氧化的峰电流约是后者的10倍。