專(zhuān)利名稱(chēng)：碳60和碳70混合物的非色譜分離純化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬有機(jī)物的分離純化。
自1990年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)C60的較大量制備方法以來(lái)，在短短兩年時(shí)間內(nèi)，C60及其衍生物已表現(xiàn)出許多不尋常的物理化學(xué)特性，例如高溫超導(dǎo)電性、鐵磁性、非線性光學(xué)活性等等。世界各國(guó)成千上萬(wàn)的物理學(xué)家、化學(xué)家、材料科學(xué)家紛紛涌入這一具有重要意義的高技術(shù)研究新領(lǐng)域。目前，影響這一研究領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素在于純C60的純化分離。為了從用石墨電極電孤蒸發(fā)得到的煙灰經(jīng)甲苯抽提制得的C60/C70混合物中分離出純C60，國(guó)際上普遍采用中性氧化鋁色譜柱層析法。該方法雖然能有效地制備純度大于99.5%的C60，但存在如下缺點(diǎn)(1)分離量小，由于受色譜柱容量的限制，每次分離僅能制得200-400mg純C60，如此小的分離量遠(yuǎn)不能滿足目前的需求;(2)費(fèi)用高，由于色譜分離需要消耗大量的溶劑，成本較高;(3)速度慢，色譜柱的分離速度受限制，對(duì)C60的需求帶來(lái)了困難，限制了人們對(duì)C60的進(jìn)一步研究和利用。
本發(fā)明的目的是用簡(jiǎn)便、價(jià)廉的方法分離純化C60和C70混合物，克服色譜法分離量小、費(fèi)用高、速度慢的缺點(diǎn)從而制得高純度的C60。
本

發(fā)明內(nèi)容
是用從石墨電極電孤蒸發(fā)得到的煙灰經(jīng)甲苯抽提制得的C60和C70混合物中分離出純C60。將C60和C70混合物溶解在芳烴溶劑中，復(fù)結(jié)晶兩次，再將復(fù)結(jié)晶產(chǎn)物溶于芳烴溶劑后加入活性碳吸附，為了使活性碳吸附均勻充分，用超聲波振蕩10-30分鐘，然后過(guò)濾。過(guò)濾時(shí)在漏斗濾紙上鋪一層活性碳，蒸去濾液中溶劑，用少量己烷、乙醚洗滌干燥稱(chēng)重。必須注意的是復(fù)結(jié)晶時(shí)結(jié)晶產(chǎn)物與混合物投料之重量比控制在0.3-0.8。比例太高會(huì)降低分離純度，比例太低會(huì)降低分離效果。同理，復(fù)結(jié)晶產(chǎn)物與活性碳的重量比也為1∶2到1∶6為宜。
從石墨電極電弧蒸發(fā)得到的煙灰經(jīng)甲苯抽提制得的C60和C70混合物中C60∶C70一般為4∶1，復(fù)結(jié)晶時(shí)C60和C70混合物的溶劑可以是苯、甲苯等溶劑，芳烴類(lèi)溶劑對(duì)C70的親和力大于對(duì)C60的親和力，活性碳也同樣如此，因此本發(fā)明將重結(jié)晶法和活性碳吸附法結(jié)合起來(lái)。根據(jù)用高效液相色譜(HPLC)分析及紅外光譜(IR)質(zhì)譜(MS)等方法測(cè)定結(jié)果表明，第一次復(fù)結(jié)晶后C60的純度達(dá)到95%左右，第二次復(fù)結(jié)晶后C60的純度達(dá)98-99%，經(jīng)活性碳吸附處理后得到最終的C60產(chǎn)品純度達(dá)99.5%。
本發(fā)明的分離純化量可根據(jù)需求，調(diào)整儀器設(shè)備大小，按比例放大分離純化規(guī)模，分離量可增大，即使是實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，一次也可以純化4-5克產(chǎn)品;方法操作簡(jiǎn)便快速，它是一種常規(guī)的化學(xué)操作，簡(jiǎn)單的三步即能將產(chǎn)品純度達(dá)99.5%;價(jià)格低廉，所用溶劑可反復(fù)使用。因此本發(fā)明可順利地推廣到大量生產(chǎn)純度高于99.5%的C60上去。目前國(guó)外市場(chǎng)價(jià)每克最高達(dá)上千美元。用最通用的中性氧化鋁柱層析法從C60和C70混合物中分離純化1克純C60，消耗的試劑成本約200美元。而本發(fā)明的試劑成本每克純C60僅2-4元，因?yàn)樗鼉H消耗少量的溶劑和活性碳。
實(shí)施例1、20gC60/C70混合物溶于4-5升甲苯中，然后分成平行的二份進(jìn)行操作，加熱蒸去部分甲苯，溶液冷卻至室溫。傾泌出母液1，結(jié)晶產(chǎn)物分別用少量己烷，乙醚洗滌，干燥后稱(chēng)重，共得約8gC60(純度～95%)。
8gC60(純度～95%)溶于2-2.5升甲苯中，按前文所述方法進(jìn)行重結(jié)晶和處理，得5.6gC60(純度98-99%)。
2、5.6gC60(純度98-99%)，溶于1.5-2升甲苯中，往溶液中加10-20g活性碳，超聲波振蕩10-30分鐘。布氏漏斗的濾紙上鋪放10-20g活性碳，將上述溶液減壓過(guò)濾(注意防止活性碳顆粒進(jìn)入濾液)。將所得濾液蒸去甲苯溶劑，用少量己烷、乙醚洗滌后干燥稱(chēng)重，得4-5g純C60(純度≥99.5%)。
將復(fù)結(jié)晶Ⅰ傾泌出來(lái)的母液Ⅰ繼續(xù)復(fù)結(jié)晶，得4克純度大于50%的C70，將復(fù)結(jié)晶Ⅲ的結(jié)晶產(chǎn)物與復(fù)結(jié)晶Ⅱ傾泌的母液Ⅱ一起混入下次待分離的混合液中。若將溶劑改為苯或其它芳烴溶劑，仍按實(shí)施例方法提取純化。
方法流程見(jiàn)圖。
權(quán)利要求
一種C60和C70混合物的分離方法，其特征在于將C60和C70混合物溶于芳烴溶劑，連續(xù)復(fù)結(jié)晶兩次，再將復(fù)結(jié)晶產(chǎn)物溶于芳烴溶劑后加入活性碳，用超聲波振蕩10-30分鐘，溶液經(jīng)過(guò)鋪有活性碳的過(guò)濾器過(guò)瀘，蒸去濾液中溶劑，洗滌，其中1、復(fù)結(jié)晶時(shí)結(jié)晶產(chǎn)物與混合物投料之重量比為0.3-0.8；
2.活性碳吸附時(shí)復(fù)結(jié)晶產(chǎn)物與活性碳重量比為12－1全文摘要
本發(fā)明是一種C
文檔編號(hào)C07B63/00GK1080275SQ9311239
公開(kāi)日1994年1月5日 申請(qǐng)日期1993年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月2日
發(fā)明者蔡瑞芳, 黃祖恩, 陳健 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)