專利名稱：富勒烯基儲氫材料c的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及到富勒烯基儲氫材料C60H36的合成方法。
背景技術(shù)：
C60H36是C60的一種高度氫化的衍生物，是一種很有前途的新型儲氫材料。
關(guān)于C60H36的合成，曾有相關(guān)的研究報(bào)道。美國的Smalley R.E.等人于1990年首先用Birch還原的方法合成了C60H36，該方法是在液氨中用金屬鋰和叔丁醇來還原C60，因此反應(yīng)中需低溫條件，合成過程操作繁瑣；德國的Rüchardt C.等人通過高溫轉(zhuǎn)移氫化也合成了C60H36，反應(yīng)過程中用到了較貴的試劑，并涉及到封管操作和高溫，很不方便；也曾有日本專利(JP117174)報(bào)道用高溫高壓氫化技術(shù)制備C60H36，由于涉及高溫高壓，并用到氫氣，條件很苛刻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的反應(yīng)操作復(fù)雜，條件要求苛刻，成本高等問題，提供一種反應(yīng)條件溫和，操作簡便，易處理，成本低的新型富勒烯基儲氫材料C60H36的合成方法。
本發(fā)明提供的C60H36的合成方法見以下反應(yīng)
或者
C60H36的合成在反應(yīng)器中，將50毫克C60溶于脂肪胺或者極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑30～150ml中，攪拌使C60完全溶解；然后在氮?dú)饣蛘邭鍤獗Ｗo(hù)下，室溫加入質(zhì)子源試劑和堿金屬攪拌至溶液完全變白為止，質(zhì)子源試劑或堿金屬用量為C60摩爾數(shù)100～300倍，其中，質(zhì)子源試劑與堿金屬摩爾數(shù)相等；然后將反應(yīng)液倒入冰水中攪拌至室溫，用有機(jī)溶劑萃取出產(chǎn)物后干燥，所述有機(jī)溶劑為常用的苯的衍生物，減壓蒸餾除去有機(jī)溶劑即可得到產(chǎn)物C60H36。
本發(fā)明的合成方法中所述脂肪胺包括乙二胺、1，3-丙二胺、1，2-丙二胺、正丙胺或二乙三胺等室溫為液體的低分子量單胺或者多胺；極性非質(zhì)子包括六甲基磷酰三胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基丙酰胺；所用脂肪胺優(yōu)選乙二胺或二乙三胺，因?yàn)樗鼈儗60和堿金屬都用較好的溶解性，這樣反應(yīng)較快，產(chǎn)物純度好；有機(jī)溶劑用量以50毫克加脂肪胺30～150ml的比例為宜，優(yōu)選50～100ml，這樣既不浪費(fèi)溶劑又能保證C60完全溶解，以較大濃度反應(yīng)。
C60H36的合成中所用保護(hù)的惰性氣體首選氮?dú)?，這樣所達(dá)到的反應(yīng)結(jié)果差別不大，但成本較低。
在C60H36的合成步驟中所用質(zhì)子源試劑包括甲醇、乙醇或叔丁醇；首選叔丁醇，利于反應(yīng)進(jìn)行，副產(chǎn)物較少。
C60H36的合成中所用的堿金屬包括鋰、鈉或鉀，優(yōu)選鋰，因?yàn)殇囋谥景分腥芙舛容^大，利于反應(yīng)進(jìn)行。
在C60H36的合成步驟中，反應(yīng)完畢后，將產(chǎn)物從水胺中混合溶劑中用有機(jī)溶劑萃取出來，所用有機(jī)溶劑為甲苯或氯苯，優(yōu)選甲苯，因其沸點(diǎn)低，易蒸除，而且用甲苯成本比氯苯低。
本發(fā)明提供的C60H36的合成方法簡便易行，整個(gè)合成過程均在室溫下進(jìn)行，條件溫和，成本低廉，消除了在C60H36的合成中，用經(jīng)典Birch還原的操作繁雜和低溫的要求和其他方法所需的高溫高壓條件，為新型富勒烯基儲氫材料提供了一條確有優(yōu)勢的新方法，為將來更進(jìn)一步研究富勒烯基儲氫材料提供了基礎(chǔ)，做出了新的探索。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1(1)C60H36的合成在250ml容器中，將50mg C60溶于50ml乙二胺溶液，攪拌至C60完全溶解，然后加入1.64g叔丁醇和0.15g鋰，劇烈攪拌，直至反應(yīng)液完全變白，停止攪拌；然后將反應(yīng)液傾入100mL冰水中攪拌至室溫。接著用甲苯萃取(3×50mL)，再用食鹽水洗滌后干燥(Na2SO4)，減壓蒸去甲苯得到一淡黃色固體，即為目標(biāo)產(chǎn)物C60H36。
實(shí)施例2(1)C60H36的合成在250ml容器中，將50mg C60溶于70ml六甲基磷酰三胺溶液，攪拌至C60完全溶解，然后加入1.64g叔丁醇和0.46g鈉，劇烈攪拌，直至反應(yīng)液完全變白，停止攪拌；然后將反應(yīng)液傾入200mL冰水中攪拌至室溫。接著用甲苯萃取(3×80mL)，再用食鹽水洗滌后干燥(Na2SO4)，減壓蒸去甲苯得到一淡黃色固體，即為目標(biāo)產(chǎn)物C60H36。
實(shí)施例3(1)C60H36的合成在250ml容器中，將50mg C60溶于50ml二乙三胺溶液，攪拌至C60完全溶解，然后加入1.02g乙醇和0.15g鋰，劇烈攪拌，直至反應(yīng)液完全變白，停止攪拌；然后將反應(yīng)液傾入100mL冰水中攪拌至室溫。接著用甲苯萃取(3×80mL)，再用食鹽水洗滌后干燥(Na2SO4)，減壓蒸去甲苯得到一淡黃色固體，即為目標(biāo)產(chǎn)物C60H36。
權(quán)利要求
1.一種富勒烯基儲氫材料C60H36的合成方法，其特征是所述的合成方法包括在反應(yīng)器中，將C60溶于脂肪胺或者極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中，在惰性氣體保護(hù)下，室溫下加入質(zhì)子源試劑和堿金屬攪拌至溶液完全變白為止；然后將反應(yīng)液倒入冰水中攪拌至室溫，用有機(jī)溶劑萃取出產(chǎn)物后干燥，減壓蒸餾除去有機(jī)溶劑即可得到產(chǎn)物C60H36。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的反應(yīng)中所加質(zhì)子源試劑或堿金屬的量均為C60摩爾數(shù)的100～300倍。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的合成C60H36的步驟中將C60溶于脂肪胺或者極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中的比例是以每50毫克C60加脂肪胺或者極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑50～200ml計(jì)。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征是所述的脂肪胺為乙二胺、1，3-丙二胺、1，2-丙二胺，正丙胺或二乙三胺。
5.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征是所述的極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑為六甲基磷酰三胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基丙酰胺。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述的質(zhì)子源試劑為甲醇、乙醇、丙醇或叔丁醇。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述的堿金屬為鋰、鈉、鉀或鈣。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的合成C60H36的步驟中萃取所用有機(jī)溶劑為甲苯或氯苯。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及到新型富勒烯基儲氫材料C
文檔編號C01B31/02GK1600684SQ03134668
公開日2005年3月30日 申請日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者王乃興, 張軍平 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所