一种新型C70富勒烯晶体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型C70富勒烯晶体的制备方法，是将C70均三甲苯溶液与十二醇的异丙醇溶液混合，超声形成明显沉淀后离心，用异丙醇洗涤制得新型C70晶体。本发明专利技术通过引入十二醇，得到尺寸分布均一的C70晶体。本发明专利技术步骤简单，生产周期短，能够规模化生产并取得良好经济效益，C70晶体既具有C70单分子的特性，又能体现纳米晶体的优点，可以应用于光电、储能等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种新型C70富勒烯晶体的制备方法
本专利技术涉及一种新型C70富勒烯晶体的制备方法，属于纳米材料领域。
技术介绍
近几十年来，碳材料以其新奇的结构及其优异的性质被认为是最具研究发展前景的材料之一。碳的同素异形体各种各样，主要包括零维富勒烯、一维碳纳米管和二维石墨烯结构。其中富勒烯为一类具有π共轭的零维碳笼结构，其独特的分子结构吸引了科学家的广泛研究，将分子组装为有序的微纳米结构对其性质的改进及实现实际应用具有重大意义。富勒烯是一类sp2杂化碳原子所构成的π共轭碳笼结构，这类材料在光电，能量储存、生物医学及催化等领域得到了广泛的研究。随着纳米材料的发展，制备可控的碳纳米新型结构的材料至关重要。富勒烯在有机溶剂中有一定的溶解性，这为富勒烯的溶液自组装创造了有利的条件。液液界面自组装法是采用一种良溶剂溶解富勒烯与另一种不良溶剂混合，利用富勒烯在不同溶剂中溶解度的差异，在这两种溶剂的界面沉淀析出富勒烯纳米晶体。传统的液液界面自组装法操作如下：首先将富勒烯以一定浓度溶于良性溶剂中，随后将一定量的不良溶剂缓慢加入到上述富勒烯溶液中，静置可得晶体。在之后的研究中有一些基于液液界面沉积的改进方法，比如将良溶剂注入之后再超声几分钟，超声不仅可以使两种溶剂混合均匀提高所得产物的均匀性，而且还能影响两种溶液混合时间进而提高富勒烯晶体的生长速度；另一方面，也可以改变不良溶剂以及良溶剂的滴加顺序和滴加方式，例如将良溶剂后滴入不良溶剂中以及快速注射的方式。富勒烯C70作为富勒烯中产量次高的分子，随着C60纳米结构的广泛研究，C70微纳结构也得到了一定程度的发展。采用液液界面组装的方法，Miyazawa[1]课题组采用C70的甲苯溶液与异丙醇在界面组装成C70一维纳米晶须。Liu[2]等采用C70三甲苯异构体溶液与异丙醇在液液界面组装成立方体结构晶体。但是目前文献报道的方法仅是简单通过改变溶剂种类调控晶体结构，无法做到精确分级结构控制。参考文献：[1]MiyazawaK,KuwasakiY,ObayashiA,etal.C60nanowhiskersformedbytheliquid-liquidinterfacialprecipitationmethod[J].JournalofMaterialsResearch,2002,17(1):83-88.[2]DediLiu,WenCui,NaisenYu,etal.Thecontrolofthemorphologies,structuresandphotoluminescencepropertiesofC70nano/microcrystalswithdifferenttrichlorobenzeneisomers[J].CrystEngComm,2014,16(16):3284-3288.
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种新型C70富勒烯晶体的制备方法，通过在不良溶剂中添加改变C70的均三甲苯与十二醇的异丙醇溶液的体积比，得到C70立方分级结构晶体。本专利技术新型C70富勒烯晶体的制备方法，是将C70均三甲苯溶液与十二醇的异丙醇溶液混合，超声形成明显沉淀后离心，用异丙醇洗涤制得新型C70晶体。具体包括如下步骤：步骤1：称取0.0094gC70粉末，然后加入均三甲苯溶解C70，超声3小时，静置3小时，过滤除去不溶物后获得0.4-0.6mg/mL的C70均三甲苯溶液；步骤2：量取10mL异丙醇，然后加入十二醇，分散均匀，获得十二醇的异丙醇溶液；步骤3：取1mL步骤1配制的C70均三甲苯溶液，加到瓶中再缓慢加入3mL步骤2配制的十二醇的异丙醇溶液，形成液液界面，超声分散10分钟，静置12小时至形成明显沉淀；步骤4：将步骤3得到的混合溶液转移到离心管中，9500转/分钟离心5分钟，吸取上清液，再加入2mL异丙醇，超声至分散均匀，再于9500转/分钟离心5分钟，吸取上清液，在60℃烘箱干燥3小时，获得新型C70晶体。步骤2中，十二醇与异丙醇的体积比为1-20:1000。步骤3中，C70均三甲苯溶液与十二醇的异丙醇溶液的体积比为1:1-7。本专利技术通过引入十二醇，得到尺寸分布均一的C70晶体。本专利技术的有益效果体现在：本专利技术制备方法简单，生产周期短，设备简易。本专利技术获得的C70晶体既具有C70单分子的特性，又能体现纳米晶体的优点，可以应用于光电、储能等领域。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的C70晶体的扫描电镜图；从图1可以看出，晶体是由棒组成的块状结构。块状结构的尺寸主要分布在1μm-5μm，大小块状数量分布均匀且较疏松。图2为本专利技术实施例2制备的C70晶体的扫描电镜图；从图2可以看出，晶体是由棒组成的块状结构。块状结构的尺寸主要分布在1μm-3μm，而且小型块状居多，且结构较致密。图3为本专利技术实施例3制备的C70晶体的扫描电镜图；从图3中可以看出，晶体是由棒组成的块状结构。块状结构的尺寸主要分布在1μm-5μm，大小块状数量分布不均匀，且结构致密。图4为本专利技术实施例4制备的C70晶体的扫描电镜图；从图4中可以看出，晶体是由棒组成的块状结构。块状结构的尺寸主要分布在3μm-10μm，大小块状数量分布均匀，且结构疏松。从扫描电镜可以看出，随着初始十二醇的异丙醇溶液与C70均三甲苯溶液的比例增加，容易出现小的立方块。随着十二醇含量的增加，块状结构由致密变得疏松，再变得致密。图5为本专利技术实施例4制备的C70晶体的红外谱图；从图5中可以看出，所形成的新型晶体是由C70分子组成。图6为本专利技术实施例4制备的C70晶体的X射线衍射谱。从图6中可以看出，形成的为三斜晶体。图7为本专利技术实施例4制备的C70晶体的选区电子衍射图。从图7中可以看出，所制得的晶体为单晶。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，下述实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1：配制0.5mg/mLC70均三甲苯溶，超声3小时，静置3小时过滤掉玻璃瓶中少许不溶解的C70。将30μL十二醇加入到10mL异丙醇中，配制比例为3:1000十二醇的异丙醇溶液。取1mL0.5mg/mLC70均三甲苯溶液，加到瓶中再缓慢加入5mL上述体积浓度的十二醇异丙醇溶液，形成C70良性溶剂和不良溶剂的界面，再超声10分钟，静置12小时出现明显沉淀。将样品在9500转/分钟离心5分钟，保留沉降产物。再加入2mL异丙醇，超声至分散均匀，无明显的大颗粒，在9500转/分钟离心5分钟，吸取上清液，在60℃烘箱烘3小时，制得新型C70晶体。如图1所示。实施例2：配制0.5mg/mLC70均三甲苯溶，超声3小时，静置3小时过滤掉玻璃瓶中少许不溶解的C70。将10μL十二醇加入到10mL异丙醇中，配制比例为1:1000十二醇的异丙醇溶液。取1mL0.5mg/mLC70均三甲苯溶液，加到瓶中再缓慢加入6mL上述体积浓度的十二醇异丙醇溶液，形成C70良性溶剂和不良溶剂的界面，再超声10分钟，静置12小时出现明显沉淀。将样品在9500转/分钟离心5分钟，保留沉降产物。再加入2mL异丙醇，超声至分散均匀，无明显的大颗粒，在9500转/分钟离心5分钟，吸取上清液，在60℃烘箱烘3小时，制得新型C7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型C70富勒烯晶体的制备方法，其特征在于：是将C70均三甲苯溶液与十二醇的异丙醇溶液混合，超声形成明显沉淀后离心，用异丙醇洗涤制得新型C70晶体。

【技术特征摘要】
1.一种新型C70富勒烯晶体的制备方法，其特征在于：是将C70均三甲苯溶液与十二醇的异丙醇溶液混合，超声形成明显沉淀后离心，用异丙醇洗涤制得新型C70晶体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：称取0.0094gC70粉末，然后加入均三甲苯溶解C70，超声3小时，静置3小时，过滤除去不溶物后获得0.4-0.6mg/mL的C70均三甲苯溶液；步骤2：量取10mL异丙醇，然后加入十二醇，分散均匀，获得十二醇的异丙醇溶液；步骤3：取1mL步骤1配制的C70均三甲苯溶液，加到瓶中再缓慢加入3mL步骤2配制的十二醇的异丙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂王焰，梁迪，徐颖，周艺峰，陈鹏鹏，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34