一种单原子内嵌富勒烯及其原位合成方法技术

本发明专利技术公开一种单原子内嵌富勒烯及其原位合成方法，该内嵌富勒烯的内嵌原子为氮、氦、氩和氙等之中的至少一种；该制备方法首先将富勒烯原料升华为气态并沉积在铜箔上形成富勒烯薄膜，接着通过考夫曼离子源将反应室内的非金属气体或惰性气体电离，含正离子气氛经过离子枪屏极与加速极，加速形成含非金属或惰性气体正离子的离子束，最后该离子束经过中和电极发射出来的电子中和后，轰击在铜箔上沉积的富勒烯薄膜，获得内嵌富勒烯。本发明专利技术提供的制备方法过程简单、制备成本较低，且该制备方法结果稳定，可获得可重复的结果，通过本发明专利技术提供的制备方法可制备获得内嵌富勒烯。

【技术实现步骤摘要】
一种单原子内嵌富勒烯及其原位合成方法
本专利技术涉及材料化学
，尤其是一种单原子内嵌的内嵌富勒烯及其制备方法。
技术介绍
内嵌富勒烯是在富勒烯碳笼内部嵌入金属、非金属原子、金属原子团簇或各种小分子而形成的。由于碳笼内异原子的嵌入，内嵌富勒烯的结构以及各种物理和化学性质都会发生改变。根据目前的相关实验结果，已经可以预期这类化合物在生物、医药、材料等领域均有较为广泛的应用。目前制备内嵌富勒烯的方法主要有：同步合成法和两步合成法。同步合成法是指在富勒烯的形成过程中，包入一个或多个原子形成内嵌富勒烯；其中典型的方法有激光蒸发法、电弧放电法等；但是该同步合成法仅适用于内嵌金属；两步合成法是指首先合成空心富勒烯，然后进一步在高真空里开笼或在高静压的条件下，由待包入原子与富勒烯碰撞或挤压，打开富勒烯笼壁进入碳笼内部形成内嵌富勒烯的方法。该方法目前主要用于将惰性气体原子，非金属原子或原子半径较小的碱金属嵌入富勒烯碳笼内。但是现有的两步合成法的合成结果不稳定，可重复性不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种单原子内嵌富勒烯及其原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单原子内嵌的内嵌富勒烯，其特征在于，所述内嵌富勒烯的内嵌原子为氮、氦、氩和氙中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种单原子内嵌的内嵌富勒烯，其特征在于，所述内嵌富勒烯的内嵌原子为氮、氦、氩和氙中的至少一种。


2.一种单原子内嵌富勒烯的原位合成方法，其特征在于，所述制备方法包括：
S1：选择配备束延炉、冷水槽和铜箔的反应室，将所述铜箔安装在所述冷水槽上，对所述反应室抽真空并充入非金属气体或惰性气体；
S2：将富勒烯原料置于所述束延炉内，开启所述束延炉的加热程序对所述富勒烯原料进行升华，获得富勒烯气体；
S3：将所述富勒烯气体沉积在所述铜箔上，形成富勒烯薄膜；
S4：开启离子源，将所述非金属气体或惰性气体电离，产生含非金属或惰性气体正离子的离子束，利用所述离子束轰击所述富勒烯薄膜，获得内嵌富勒烯。


3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述非金属气体或惰性气体气氛的压力为9.5*10-3～1.0*10-2Pa。


4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述非金属气体为氮气；所述惰性气体为氦气、氩气和氙气中的至少一种；所述非金属气体和惰性气体的纯度均≥99.99％。

【专利技术属性】
技术研发人员：周珅，谢方，程海峰，王珊珊，袁嘉悦，刘东青，祖梅，余金山，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43