一种内包金属氮化物簇富勒烯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种内包金属氮化物簇富勒烯及其制备方法，在直流电弧炉腔体内通入空气，将空气作为氮源，对填充金属氧化物粉末和碳粉的阳极碳棒进行电弧烧蚀，得到原灰；对原灰进行分离，得到内包金属氮化物簇富勒烯。本发明专利技术在空气体系下制备内包金属氮化物簇富勒烯，空气的无成本性必然会降低内包金属氮化物簇富勒烯的制备成本，同时，无需对电弧炉腔体真空处理，无需清洗气路，极大提高制备效率；本发明专利技术制备方法最大的亮点是制备得到的内包金属氮化物簇富勒烯单位产量高，解决了低产这一长期制约内包金属氮化物簇富勒烯发展应用的难题。

A metal-encapsulated nitride cluster fullerene and its preparation method

The invention discloses an inner-coated metal nitride cluster fullerenes and a preparation method thereof. Air is injected into the chamber of a DC electric arc furnace, air is used as a nitrogen source, the anode carbon rods filled with metal oxide powders and carbon powders are arc ablated to obtain raw ash, and the raw ash is separated to obtain the inner-coated metal nitride cluster fullerenes. The preparation method of the inner-coated metal nitride cluster fullerenes in air system will inevitably reduce the preparation cost of the inner-coated metal nitride cluster fullerenes due to the non-cost nature of air, and greatly improve the preparation efficiency without vacuum treatment of the electric arc furnace chamber and cleaning the gas path; the biggest bright point of the preparation method is the unit production of the inner-coated metal nitride cluster fullerenes obtained by the preparation method. The high volume solves the problem of low yield, which restricts the development and application of metal-coated nitride cluster fullerenes for a long time.

【技术实现步骤摘要】
一种内包金属氮化物簇富勒烯及其制备方法
本专利技术属于富勒烯制备领域，更具体地，涉及一种内包金属氮化物簇富勒烯及其制备方法。
技术介绍
内包金属氮化物簇富勒烯，作为富勒烯家族里最早被发现的金属-碳杂化材料，其独特的结构和化学性质使得它在光电磁、生物、能源领域有着许多的潜在应用。目前制备富勒烯的方法有火焰燃烧法，化学合成法，激光烧蚀法，化学气相沉积法，直流电电弧放电法。以上方法中，只有直流电电弧放电法能适用于制备内包金属氮化物簇富勒烯，即在氦气和氮气体系下利用直流电电弧烧蚀填充有金属氧化物和碳粉的阳极碳棒从而得到含内包金属氮化物簇富勒烯原灰，经加热回流法提取、色谱分离得到内包金属氮化物簇富勒烯。实际上，内包金属氮化物簇富勒烯的分离步骤已经固定化，即高效液相色谱法，且分离过程并不影响内包金属氮化物簇富勒烯的产量。关键地，以单根碳棒制备内包金属氮化物簇富勒烯的过程为例，单根碳棒烧蚀所得的原灰中内包金属氮化物簇富勒烯的含量则直接决定了最后所能提取分离出的内包金属氮化物簇富勒烯的总量。一直以来，大量的工作针对提升原灰中内包金属氮化物簇富勒烯含量展开，但是都未脱离传统的氦气氮气混合气体体系制备框本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内包金属氮化物簇富勒烯的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：(1)在直流电弧炉腔体内通入空气，将空气作为氮源，对填充金属氧化物粉末和碳粉的阳极碳棒进行电弧烧蚀，得到原灰；(2)对原灰进行分离，得到内包金属氮化物簇富勒烯。

【技术特征摘要】
1.一种内包金属氮化物簇富勒烯的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：(1)在直流电弧炉腔体内通入空气，将空气作为氮源，对填充金属氧化物粉末和碳粉的阳极碳棒进行电弧烧蚀，得到原灰；(2)对原灰进行分离，得到内包金属氮化物簇富勒烯。2.如权利要求1所述的一种内包金属氮化物簇富勒烯的制备方法，其特征在于，所述阳极碳棒内填充的金属氧化物粉末中金属原子和碳粉中碳原子的摩尔比为1∶3-1∶50。3.如权利要求1或2所述的一种内包金属氮化物簇富勒烯的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物粉末中金属为钪、镱、镥、铒、钆、铽、钇、镝、镧、铥、钬、镨、铈和钕中的任意一种。4.如权利要求1或2所述的一种内包金属氮化物簇富勒烯的制备方法，其特征在于，所述电弧烧蚀过程中直流电弧炉的直流电流为90A-125A。5.如权利要求1或2所述的一种内包金属氮化物簇富勒烯的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中在直流电弧炉腔体内通入空气后，直流电弧炉腔体内气压为1万帕-5万帕。6.如权利要求1或2所述的一种内包金属氮化物簇富勒烯的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体实现方式为：使用有机溶剂溶解原灰，得到混合溶液，将混合溶液过滤后，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢兴，黄光林，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42