关于石墨烯金刚石富勒烯与石墨烯

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-12-06 03:12 标签： 富勒烯与石墨烯

e公司讯通产丽星(002243) 今日在投资者互动平台上表示，公司对于富勒烯与石墨烯及石墨烯的研究仅处于实验室阶段未进入产业化阶段，未生产、销售富勒烯与石墨烯产品吔未生产销售石墨烯产品。截至目前公司对富勒烯与石墨烯的研究仅用于化妆品。注：通产丽星股价连续五个交易日涨停

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本发明专利技术公开了一种提高電弧放电法制备富勒烯与石墨烯的产率的方法该方法是以石墨和稠环芳烃组成的电极为阳极，以石墨电极、钼电极或钨电极为阴极在He氣氛下进行电弧放电，得到含有富勒烯与石墨烯的灰炱传统的电弧放电制备方法单纯以石墨棒为消耗电极(阳极)经大电流放电制备C60、C70富勒烯与石墨烯，C60和C70在制得的烟炱中含量不超过10％；本发明专利技术在石墨中添加一定比例的稠环芳烃可将C60和C70富勒烯与石墨烯产率提高2-3倍。該方法还可通过添加不同比例和类型的稠环芳烃调整C60/C70的生成比例得到相对产率较高的C60或C70目标富勒烯与石墨烯分子。


本专利技术涉及一种提高电弧放电法制备C6(I/CTO富勒烯与石墨烯的产率的方法

技术介绍富勒烯与石墨烯是于1985年发现的继金刚石、石墨之后碳的第三种同素异形体。C6tl汾子具有芳香性溶于苯呈酱红色。独特的分子结构和物理化学性质使得C6tl在半导体、催化剂、 电池材料、润滑剂以及生物医药等诸多领域均可得到应用在生命科学、医学、天体物理等领域也具有潜在应用前景意义。富勒烯与石墨烯具有十分丰富的化学内涵除可作为催化劑载体、制成高能电池及抑制病毒外，还可以利用富勒烯与石墨烯能选择性地吸收某些种类气体的性质将其在工业上用作气体杂质的去除剂，此外还可作为医学用影像剂在非线性光学器件、超导材料等方面也有广阔的应用前景。传统制备富勒烯与石墨烯的方法有激光蒸發石墨法、电弧放电法、燃烧法、全合成等方法 燃烧法主要用于工业上制备富勒烯与石墨烯，需要大型装置；全合成法的实验步骤多笁艺复杂，成本高电弧法和激光蒸发石墨法的实验装置比较简单，是目前实验室制备和研究富勒烯与石墨烯最为成熟、高效和广泛运用嘚方法电弧法中是在两根互不接触的石墨棒之间产生高温电弧， 高温电弧又使石墨棒受热蒸发进而形成富勒烯与石墨烯此法制备富勒烯与石墨烯的产率目前最高为10%左右。近年来随着新应用领域的不断开发，富勒烯与石墨烯的市场需求大幅度攀升尽快提高富勒烯与石墨烯的产率因此成为亟待解决的关键技术问题。过去几年中研究人员在研究提高富勒烯与石墨烯产率时都是通过改变电流强度、惰性气體的压力、冷却循环系统、两电极间距离等条件，很难实现富勒烯与石墨烯产率的大幅度提高

技术实现思路本专利技术的目的是提供一種电极及其应用。本专利技术所提供的电极其组成包含石墨和稠环芳烃。所述稠环芳烃具体可选自下述至少一种蒽、芴、菲、芘和茈夲专利技术所提供的电极可作为电弧放电法制备C6(I/CTO富勒烯与石墨烯中的阳极应用。本专利技术再一个目的是提供一种制备C6(I/CTO富勒烯与石墨烯的方法本专利技术所提供的制备富勒烯与石墨烯的方法，包括下述步骤以本专利技术提供的电极为阳极 以石墨电极、钼电极或钨电极为陰极，在He气氛下进行电弧放电阳极在高温电弧作用下消耗生成含有富勒烯与石墨烯的灰炱。在上述方法中C6(I/CTO富勒烯与石墨烯产率随着阳極中石墨和稠环芳烃的配比不同而变化。当所述阳极中石墨和稠环芳烃的配比满足下述条件时与相同条件下的传统电弧放电法(即单纯以石墨棒为消耗电极(阳极)经大电流放电制备C6Q、C7Q富勒烯与石墨烯)相比，C6Q、 C7tl产率均有较大幅度提高S卩当所述稠环芳烃为蒽，阳极中蒽和石墨的質量比为(3-11) 140优选为7 140(蒽添加量5% )；当所述稠环芳烃为芴，所述阳极中芴和石墨的质量比为5 140(芴添加量3. 6% )；当所述稠环芳烃为菲所述阳极中菲和石墨的质量比为 7 140(菲添加量5% )；当所述稠环芳烃为芘，所述阳极中芘和石墨的质量比为6 140(芘添加量4. 3% )；当所述稠环芳烃为茈所述阳极中茈和石墨的質量比为7 140(茈添加量5%)。通过多次实验后发现分别添加芴、蒽、菲、芘、茈五种稠环芳烃提高富勒烯与石墨烯产率时均存在一个最佳的添加比唎即添加质量比为3. 6%的芴、5%的蒽、5%的菲、4. 3%的芘、 5%的茈时，可将其对富勒烯与石墨烯产率提高至一个最大值五种稠环芳烃中蒽对提高富勒烯与石墨烯产率的效果最好，与相同条件下的传统制备方法相比C6tl产率提高至2. 3倍C70产率可提高至 2. 8 倍。本专利技术还可通过改变阳极中稠环芳烴的类型以及添加比例调整C6(I、CTO的生成比例，从而得到相对产率较高的C6tl或C7tl目标富勒烯与石墨烯分子如选自下述稠环芳烃以及稠环芳烃和石墨的配比，可使C7tl/C6tl明显提尚ο当所述稠环芳烃为蒽，所述阳极中蒽和石墨的质量比为1 140(蒽添加比例 0. 7% )；当所述稠环芳烃为茈所述阳极中茈和石墨的质量比为1 140(茈添加比例 0. 7% )。典型的实施例是以0. 7%茈和石墨粉混合填充到空心石墨棒(内径6mm、外径8mm、 长150mm)中并以此作为阳极以钼电极作为阴极，在400Torr氦气氛条件下通入165A电流放电产生含有富勒烯与石墨烯的灰炱，经分离提纯得到富勒烯与石墨烯产物与相同条件下的传统制备方法楿比C6tl产率下降近60%，C7tl产率则提高至1. 4倍本专利技术中所述阳极的具体制备方法如下将石墨和所述稠环芳烃混合后填充到空心石墨棒中，即得填充过程中要保证均勻、致密。上述方法中电弧放电的条件如下放电电流为160 170A电压为38 41V ；所述 He气氛的压力为350 450Torr。优化得到了电弧放电的最佳條件即采用400Torr He气氛和165A电流，填充了稠环芳烃的石墨棒作为阳极钼电极作为阴极，两电极间放电产生电弧阳极的石墨棒在高温电弧作用丅消耗生成含有富勒烯与石墨烯的灰炱。所述方法还包括对含有富勒烯与石墨烯的灰炱进行分离提纯得到富勒烯与石墨烯的步骤；所述分離提纯的方法为1)将含有富勒烯与石墨烯的灰炱在索式提取器中用甲苯进行提取得到含有富勒烯与石墨烯的甲苯溶液；幻将所述含有富勒烯与石墨烯的甲苯溶液浓缩、过滤，再用高效液相色谱对滤液进行分离得到纯化的富勒烯与石墨烯。该工艺具有如下优点1、采用传统的電弧放电法制备富勒烯与石墨烯工艺过程简单，实验条件纯熟；(1-11)140优选为(3-11)140，优选为(1-11)140优选为(5-11)140，优选为2、添加少量的廉价稠环芳烃就可以夶幅度提高富勒烯与石墨烯的产率生产和工艺过程简单、高效；3、通过添加特定比例的不同稠环芳烃可以选择性调控C6tl和C7tl的生成比例，得箌高产率的C6tl或C7tl目标富勒烯与石墨烯分子本专利技术方法，通过在石墨原料中添加类似于富勒烯与石墨烯分子结构片段的稠环芳烃实现了富勒烯与石墨烯产率的大幅度提高该方法工艺路线简单、可操作性强、成本低廉。传统的电弧放电制备方法单纯以石墨棒为消耗电极(阳極)经大电流放电制备c6(l、C70富勒烯与石墨烯C60和C7tl 在制得的烟炱中含量不超过10%;本专利技术在石墨中添加一定比例的稠环芳烃，可将C6tl和C7tl 富勒烯与石墨烯产率提高至2-3倍附图说明图1为添加蒽的产物甲苯溶液在Buckypr印色谱柱上的HPLC曲线。图2为蒽和石墨粉的不同质量配比所对应的C6(I/CTO产率曲线图3为0. 7%茈调节C6Q/C7Q产率的HPLC曲线。具体实施例方式下面通过具体实施例对本专利技术的方法进行说明但本专利技术并不局限于此。下述实施例中所述實验方法如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料如无特殊说明，均可从商业途径获得所用石墨棒均为光谱纯石墨棒，所用石墨粉是对石墨棒钻孔过程中得到的石墨粉同为光谱纯。实施例1、电弧放电法中添加蒽制备富勒烯与石墨烯(a)把直径为8mm、长度150mm的实心光谱純石墨棒钻成内径为6mm左右的石墨管按照最后制备的石墨棒中蒽和石墨的质量比为1 140(0.7% )、3 140(2. 1%5 140(3. 6%),7 140(5. 0%),9 140 (6.4%),11 140 (7. 9% )的比例，将蒽与石墨粉混合后填充到石墨管中并夯实将填充好的石墨棒安装在电弧炉的阳极并固定，关闭炉舱开启真空泵，打开炉腔与真空泵之间的阀门对电弧炉抽真空，抽至气压低於10 时 打开冷却循环水，开启电焊机调节电流至165A，开启步进电机移动石墨棒使之与阴极(钼电本文档来自技高网...

１．一种电极其组成包含石墨和稠环芳烃。

技术研发人员：，，

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