專利名稱：一種富勒烯的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及富勒烯材料制備領域，尤其涉及一種富勒烯的制備方法。
背景技術：
以C6tl為代表的富勒烯是一種多功能材料，其具有高度對稱的閉殼足球狀的分子結構決定了它具有獨特的物理和化學性能，富勒烯衍生物更是具有多種獨特的性能，富勒烯及其衍生物可廣泛地應用于工業(yè)催化、潤滑油添加劑、復合材料、太陽能電池、化妝品等行業(yè)，市場前景廣闊。在可以預見的未來，隨著富勒烯合成制備技術的不斷完善和發(fā)展，成本的不斷下降，富勒烯的應用將更加普遍。但是，目前富勒烯的產(chǎn)量還遠遠不能滿足行業(yè)的需求，現(xiàn)有富勒烯的制備方法產(chǎn)量低、生產(chǎn)效率低、成本高，導致其使用成本居高不下，嚴重制約了富勒烯應用范圍的拓展。因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種富勒烯的制備方法，旨在解決現(xiàn)有的富勒烯產(chǎn)量低、生產(chǎn)效率低、成本高的問題。本發(fā)明的技術方案如下:
一種富勒烯的制備方法，其中，包括步驟:
將塑料粉碎，并將粉碎后的塑料顆粒與含碳物質(zhì)、助燃氣體在預定溫度下混合燃燒，所述塑料顆粒在高溫碳化區(qū)的1900度 2200度的高溫條件下碳化，并在400度飛00度的低溫區(qū)收集碳化后形成的炭灰，將炭灰分離提純得到富勒烯。所述的富勒烯的制備方法，其中，所述塑料、含碳物質(zhì)及助燃氣體的總的碳氧元素摩爾比為0.5 1.5。所述的富勒烯的制備方法，其中，所述含碳物質(zhì)為石墨、煤或甲苯。所述的富勒烯的制備方法，其中，所述助燃氣體為氧氣。所述的富勒烯的制備方法，其中，所述炭灰經(jīng)過甲苯萃取后，通過色譜柱進行分離純化。所述的富勒烯的制備方法，其中，所述高溫碳化區(qū)連通有一用于對高溫碳化區(qū)產(chǎn)生的尾氣進行回收處理的尾氣收集裝置。所述的富勒烯的制備方法，其中，所述塑料的含碳量為55%。所述的富勒烯的制備方法，其中，所述塑料顆粒尺寸為200目。有益效果:本發(fā)明通過將粉碎后的塑料顆粒與含碳物質(zhì)、助燃氣體在預定溫度下混合燃燒，具體是在高溫碳化區(qū)的1900度 2200度的高溫條件下碳化，然后在400度飛00度的低溫區(qū)收集碳化后形成的炭灰，將最后得到的炭灰分離提純得到富勒烯。本發(fā)明的富勒烯制備方法利用含碳的廢舊物質(zhì)作為原料制備富勒烯，不僅使廢物得到了充分利用，還降低了富勒烯的生產(chǎn)成本，具有較強的市場價值。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種富勒烯的制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供的一種富勒烯的制備方法，其包括步驟:
將塑料粉碎，并將粉碎后的塑料顆粒與含碳物質(zhì)、助燃氣體在預定溫度下混合燃燒，所述塑料在高溫碳化區(qū)的局部1900度-2200度的高溫條件下碳化，并在400度-500度的低溫區(qū)收集碳化后形成的炭灰，將炭灰分離提純得到富勒烯。本發(fā)明采用廢舊塑料作為原料，通過高溫燃燒將塑料、含碳物質(zhì)等燃燒成炭灰，并將得到的炭灰分離提純得到富勒烯。本發(fā)明不僅實現(xiàn)了變廢為寶，使廢舊塑料得到了充分利用，還能夠降低富勒烯的生產(chǎn)成本，提高富勒烯的產(chǎn)量。進一步，所述塑料、含碳物質(zhì)及助燃氣體的總的碳氧元素摩爾比為0.5^1.5。其中的塑料可以是企業(yè)正常生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料，塑料的含碳量為55%，粉碎后的塑料顆粒的大小為200目；含碳物質(zhì)可以是石墨、煤或甲苯等物質(zhì)；助燃氣體優(yōu)選為氧氣。在高溫碳化區(qū)連通有一用于對尾氣進行回收處理的尾氣收集裝置，這是因為廢舊塑料不可避免的含有一些雜質(zhì)，廢舊塑料在高溫下部分碳化外，大部分形成二氧化碳和水排出，另外還產(chǎn)生了小部分尾氣，這部分尾氣無法在第一步除凈，所以在高溫碳化區(qū)設置這樣一個尾氣收集裝置，用來收集沒有除凈的尾氣，避免造成二次污染。低溫區(qū)收集到的炭灰經(jīng)過甲苯萃取后，通過色譜柱進行分離純化可得到最終的富勒烯。 下面通過 具體實施例來對本發(fā)明進行具體的說明。實施例1:將粉碎后的塑料顆粒以及石墨引入燃燒爐爐腔內(nèi)，然后通入氧氣，調(diào)節(jié)碳氧摩爾比為I，高溫碳化區(qū)為2000度，低溫區(qū)為450度，燃燒過程中接通廢氣處理器(即尾氣收集裝置)，同時進行廢氣處理，廢氣主要為二氧化碳和水蒸氣。待燃燒完畢后，等待燃燒爐爐體冷卻后收集炭灰。炭灰沉積在燃燒爐爐壁上，用工具進行掃落收集。收集好的炭灰經(jīng)甲苯萃取后，利用富勒烯分離用色譜柱進行分離純化。根據(jù)實際分離后的產(chǎn)品計算每噸塑料可產(chǎn)生10公斤炭灰,每公斤炭灰中可得到50g C60 (純度大于95%)以及IOg C70 (純度大于95%)。實施例2:將粉碎后的塑料顆粒以及石墨引入燃燒爐爐腔內(nèi)，然后通入氧氣，調(diào)節(jié)碳氧摩爾比為0.5，高溫碳化區(qū)為2100度，低溫區(qū)為400度，燃燒過程中接通廢氣處理器(SP尾氣收集裝置)，同時進行廢氣處理，廢氣主要為二氧化碳和水蒸氣。待燃燒完畢后，等待燃燒爐爐體冷卻后收集炭灰。炭灰沉積在燃燒爐爐壁上，用工具進行掃落收集。收集好的炭灰經(jīng)甲苯萃取后，利用富勒烯分離用色譜柱進行分離純化。根據(jù)實際分離后的產(chǎn)品計算每噸塑料可產(chǎn)生10公斤炭灰，每公斤炭灰中可得到50g C60 (純度大于95%)以及IOg C70 (純度大于95%)。實施例3:將粉碎后的塑料顆粒以及石墨引入燃燒爐爐腔內(nèi)，然后通入氧氣，調(diào)節(jié)碳氧摩爾比為1.5，高溫碳化區(qū)為1900度，低溫區(qū)為500度，燃燒過程中接通廢氣處理器(SP尾氣收集裝置)，同時進行廢氣處理，廢氣主要為二氧化碳和水蒸氣。待燃燒完畢后，等待燃燒爐爐體冷卻后收集炭灰。炭灰沉積在燃燒爐爐壁上，用工具進行掃落收集。收集好的炭灰經(jīng)甲苯萃取后，利用富勒烯分離用色譜柱進行分離純化。根據(jù)實際分離后的產(chǎn)品計算每噸塑料可產(chǎn)生10公斤炭灰,每公斤炭灰中可得到50g C60 (純度大于95%)以及IOg C70 (純度大于95%)。綜上所述，本發(fā)明通過將塑料、含碳物質(zhì)、助燃氣體在高溫下燃燒碳化，并對收集到的炭灰進行分離提純獲得富勒烯，本發(fā)明通過發(fā)展低成本的富勒烯制備工藝，對于富勒烯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展意義重大，本發(fā)明利用含碳的廢舊塑料作為原料制備富勒烯，不僅可以變廢為寶，實現(xiàn)了廢物利用，同時還降低富勒烯的生產(chǎn)成本。 應當理解的是，本發(fā)明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種富勒烯的制備方法，其特征在于，包括步驟: 將塑料粉碎，并將粉碎后的塑料顆粒與含碳物質(zhì)、助燃氣體在預定溫度下混合燃燒，所述塑料顆粒在高溫碳化區(qū)的1900度 2200度的高溫條件下碳化，并在400度飛00度的低溫區(qū)收集碳化后形成的炭灰，將炭灰分離提純得到富勒烯。
2.根據(jù)權利要求1所述的富勒烯的制備方法，其特征在于，所述塑料、含碳物質(zhì)及助燃氣體的總的碳氧元素摩爾比為0.5^1.5。
3.根據(jù)權利要求1所述的富勒烯的制備方法，其特征在于，所述含碳物質(zhì)為石墨、煤或甲苯。
4.根據(jù)權利要求1所述的富勒烯的制備方法，其特征在于，所述助燃氣體為氧氣。
5.根據(jù)權利要求1所述的富勒烯的制備方法，其特征在于，所述炭灰經(jīng)過甲苯萃取后，通過色譜柱進行分離純化。
6.根據(jù)權利要求1所述的富勒烯的制備方法，其特征在于，所述高溫碳化區(qū)連通有一用于對高溫碳化區(qū)產(chǎn)生 的尾氣進行回收處理的尾氣收集裝置。
7.根據(jù)權利要求1所述的富勒烯的制備方法，其特征在于，所述塑料的含碳量為55%。
8.根據(jù)權利要求1所述的富勒烯的制備方法，其特征在于，所述塑料顆粒尺寸為200目。
全文摘要
本發(fā)明公開一種富勒烯的制備方法，其中，包括步驟將塑料粉碎，并將粉碎后的塑料顆粒與含碳物質(zhì)、助燃氣體在預定溫度下混合燃燒，所述塑料顆粒在高溫碳化區(qū)的1900度~2200度的高溫條件下碳化，并在400度~500度的低溫區(qū)收集碳化后形成的炭灰，將炭灰分離提純得到富勒烯。本發(fā)明利用含碳的廢舊物質(zhì)作為原料制備富勒烯，不僅使廢物得到了充分利用，還降低了富勒烯的生產(chǎn)成本，具有較強的市場價值。
文檔編號B82Y30/00GK103112842SQ201310063410
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權日2013年2月28日
發(fā)明者李慧, 陳壽, 王春儒, 居學成 申請人:深圳市通產(chǎn)麗星股份有限公司, 北京大學深圳研究院