一种富勒醇的绿色宏量制备方法技术

本发明专利技术公开了一种富勒醇的绿色宏量制备方法，属于富勒醇技术领域，解决了现有方法制备富勒醇的产率低，环境污染大，工艺复杂，纯度低，除杂难等问题。包括：将固体富勒烯与固体碱金属或碱土金属的氢氧化物在高速行星球磨装置中球磨混合，通过机械化学的合成方式，诱发富勒烯化学物理性质变化，使富勒烯更加高效的与周围环境中的碱金属与过氧化氢发生化学转化，得到混合物；混合物加水水解，离心分离取上清液；去除上清液中残存的H2O2；将上清液冻干即可得富勒醇。本发明专利技术通过机械化学合成方法合成富勒醇，反应安全、绿色、高效，该方法制备的富勒醇水溶性好，几乎不引入任何杂质，生物安全性好，能适用于富勒醇的大规模工业化生产及产业化应用。产业化应用。产业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种富勒醇的绿色宏量制备方法


[0001]本专利技术属于富勒醇
，具体涉及一种富勒醇的绿色宏量制备方法。

技术介绍

[0002]富勒醇是一种常见的富勒烯衍生物，通过羟基化富勒烯获得水溶性。水溶性的富勒醇保持了富勒烯的化学性质，能够强力吸收自由基，被誉为“自由基海绵”，是一种具有生物安全性和生物相容性的碳纳米自由基清除剂。富勒醇通过清除自由基，能够抑制化学毒物毒性，抗高能辐射，防紫外光伤害，防重金属细胞损伤，抗细菌感染，起到抗氧化的作用，进而保护细胞免受各种损伤。因此，富勒醇被广泛应用于生物医药以及化妆品添加剂等诸多领域中，是富有应用前景的新型碳纳米材料。关于富勒醇的合成，现阶段已经报道了许多研究成果，但是这些方法由于存在工序繁琐，除杂难，环境不友好等缺点，使得对富勒醇合成研究还停滞在实验室阶段，至今还没有实现工业化生产。例如，现有技术中CN107556166A公开了制备富勒醇的方法包括将固体富勒烯与过氧化氢溶液以及碱溶液混合以便形成混合溶液并通过磁力搅拌器搅拌反应，以便获得羟基富勒烯(富勒醇)，然而该方法最终获得富勒醇产品中含有大量的碱金属离子，后续需要使用大量的有机溶剂和水反复的提取纯化，去除反应中的碱金属离子，才能获得纯度较高的富勒醇产品，该方法使用磁力搅拌器，也仅适用于实验室生产，因此，该方法只能限于实验室小规模的科研生产，不论富勒醇的产率还是一次反应的产量都受到限制，无法在工业上大规模的生产推广。现有技术中CN1483670A将富勒烯与碱金属或碱土金属的氢氧化物混合，利用机械力作用反应，然后使用甲醇纯化得到富勒醇C
i
(OH)
x
，但是该反应整体反应的速度慢，而且碱金属氢氧化物的添加量很高，也存在后续需要大量的有机溶剂和水来进行反复纯化富勒醇的技术问题。本领域还存在一些通过使用氧化剂臭氧或者超声来促进富勒烯与双氧水转化为富勒醇的技术方案，但是这些技术方案都存在富勒醇的产率低、速度慢、无法大规模工业化生产的技术问题。本领域迫切需要一种简便、快速、绿色环保，富勒醇产率高，能适用于大规模工业化生产的富勒醇的制备方法。

技术实现思路

[0003]鉴于上述分析，本专利技术旨在提供一种富勒醇的绿色宏量制备方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)现有方法制备富勒醇的产率低、速度慢；(2)现有方法制备富勒醇后续需要大量的有机溶剂和水来进行反复纯化富勒醇，除杂难，环境不友好。
[0004]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术提供了一种富勒醇的绿色宏量制备方法，将固体富勒烯与少量固体碱金属或碱土金属的氢氧化物球磨混合后，加入少量过氧化氢溶液继续球磨即可得到富勒醇。
[0006]进一步的，富勒醇的绿色宏量制备方法包括：
[0007]步骤1、将固体富勒烯与固体碱金属或碱土金属的氢氧化物在高速行星球磨装置中球磨混合；
[0008]步骤2、在上述混合后的物质中添加过氧化氢溶液，继续球磨，得到混合物；
[0009]步骤3、将混合物加水水解，然后离心分离取上清液；
[0010]步骤4、采用铂丝去除上清液中残存的H2O2；然后将上清液冻干即可得到富勒醇。
[0011]进一步的，所述固体富勒烯的通式为C
i
，其中i为60≤m≤540的偶数。
[0012]进一步的，所述i为60或70。
[0013]进一步的，所述固体碱金属或碱土金属的氢氧化物为KOH、NaOH、Ba(OH)2或Ca(OH)2。
[0014]进一步的，所述步骤1中，固体富勒烯与固体碱金属或碱土金属的氢氧化物的质量比为20～2:1。
[0015]进一步的，所述步骤2中，固体富勒烯与过氧化氢的摩尔比为0.14:1～4。
[0016]进一步的，所述步骤2中，过氧化氢溶液的质量浓度为25％～35％。
[0017]进一步的，所述步骤2中，球磨转速为150～500rpm，球磨时间为0.5～5h。
[0018]进一步的，所述步骤4中，采用铂丝去除上清液中残存的H2O2的具体步骤包括：将铂丝插入溶液。
[0019]进一步的，所述步骤4中，得到的富勒醇的化学式为C
60
(OH)
x
，其中x为2～28，其中x为20～24的富勒醇的摩尔百分含量为90％以上。
[0020]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0021]a)本专利技术提供的富勒醇的绿色宏量制备方法，通过先将固体富勒烯与少量固体碱金属或碱土金属的氢氧化物球磨混合，然后再加入少量过氧化氢溶液后继续球磨，通过机械化学的合成方式，使反应物固体富勒烯、过氧化氢溶液和催化剂碱金属或碱土金属的氢氧化物三者在非溶液状态下充分接触，诱发富勒烯化学物理性质变化，使富勒烯更加高效的与周围环境中的碱金属与过氧化氢发生化学转化，得到混合物；保证在少量的催化剂的作用下仅需要少量的羟基化试剂H2O2即可使反应快速发生。而现有技术中，富勒烯本来在常规状态下与本专利技术中的相应浓度的双氧水是不反应的，专利技术人经过长期深入研究发现通过上述步骤，通过给予原料一定的机械力，原料在吸收一定能量后，才在低浓度氢氧化钠催化下被少量双氧水氧化成富勒醇。
[0022]b)本专利技术提供的富勒醇的绿色宏量制备方法，通过精确控制各原料的量以及反应条件，例如，固体富勒烯与固体碱金属或碱土金属的氢氧化物的质量比为20～2:1，固体富勒烯与过氧化氢的摩尔比为0.14:1～4，球磨转速为150～500rpm，保证了添加极少量的固体碱金属氢氧化物和双氧水同时配合较低转速的机械作用力球磨即能够快速制备得到富勒醇，由于固体碱金属氢氧化物的添加量极少，且反应物反应充分，使得制备得到的富勒醇的母液具有碱金属离子或碱土金属离子残留低、无需复杂的有机溶剂纯化的特点；反应安全、绿色、高效。
[0023]c)本专利技术提供的富勒醇的绿色宏量制备方法制备得到的富勒醇C
i
(OH)
x
中x平均为2～28，而且x为20～24的富勒醇的摩尔百分含量为90％以上，水溶性好，能够更好的应用于医药、生物、化妆品等领域，取得了预料不到的技术效果。
[0024]d)本专利技术的方法中利用了球磨法，合成方法简单，引入杂质少，纯化过程简单，全链条时间短，无有机溶剂，绿色环保，产率高达94％，能适用于富勒醇的大规模工业化生产。
[0025]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以来实现和获得。
附图说明
[0026]附图仅用于示出具体专利技术的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0027]图1是本专利技术实施例1
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3#制备富勒醇的反应过程图；
[0028]图2是本专利技术实施例1
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3#制备的富勒醇的傅里叶变换红外光谱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富勒醇的绿色宏量制备方法，其特征在于，将固体富勒烯与固体碱金属或碱土金属的氢氧化物球磨混合，加入过氧化氢溶液继续球磨即可得到富勒醇。2.根据权利要求1所述的富勒醇的绿色宏量制备方法，其特征在于，包括：步骤1、将固体富勒烯与固体碱金属或碱土金属的氢氧化物在高速行星球磨装置中球磨混合；步骤2、在上述混合后的物质中添加过氧化氢溶液，继续球磨，得到混合物；步骤3、将混合物加水水解，然后离心分离取上清液；步骤4、采用铂丝去除上清液中残存的H2O2；然后将上清液冻干即可得到富勒醇。3.根据权利要求1或2所述的富勒醇的绿色宏量制备方法，其特征在于，所述固体富勒烯的通式为C
i
，其中i为60≤m≤540的偶数。4.根据权利要求1或2所述的富勒醇的绿色宏量制备方法，其特征在于，所述固体碱金属或碱土金属的氢氧化物为KOH、NaOH、Ba(OH)2或Ca(OH)2。5.根据权利要求1或2所述的富勒醇的绿色宏量制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵茂如，董兴华，王涛，
申请(专利权)人：广州汇材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：