碳元素可以組成一種以球狀、橢圓狀或管狀結構的存在，被稱為富勒烯，是單質碳的同素異形體，最早于1985年被發(fā)現(xiàn)。它與碳納米管、石墨烯組成碳納米材料家族的三大代表。今天化浪化工原料網(wǎng)將主要介紹化工原料富勒烯的特性以及制備方法。
該化工原料有許多優(yōu)點，例如其硬度比鉆石更硬，而其延展性是鋼的1000倍，在導電性能方面比銅強，且重量只有銅的六分之一。將金屬嵌入富勒烯中，可以形成獨特的超導特性、順磁特性等。其完美的堆成結構以及奇異的電子結構，使其在許多高新技術領域應用潛力巨大，被業(yè)界成為“納米王子”，在生物醫(yī)藥、新能源、新材料、催化劑、電子學等領域都有著重要應用。
目前制備化工原料富勒烯的較為成熟的方法有太陽能石墨蒸發(fā)法、火焰燃燒法和電弧石墨蒸發(fā)法。
在太陽能石墨蒸發(fā)法中，首先聚集太陽光作為加熱方式，在氦氣氣氛下直接蒸發(fā)石墨制備富勒烯。在溫度達到3000K時，可使富勒烯產率達到20%。該生產方法避免了紫外線輻射對富勒烯結構的光化學破壞作用，并使得碳蒸氣到達緩冷區(qū)之前不會凝結成碳塊，提高了富勒烯的產率。
在火焰燃燒法中，將預先混好的苯、甲苯蒸氣和氧氣經氬氣稀釋后，在燃燒室內低壓燃燒，可以得到含C60和C70的煙炱，將煙炱分離提純后可得到純度為99.9%的C60。火焰燃燒法中富勒烯生成所需的能量是由燃燒本身釋放的熱量提供，通過調整壓強、氣體比例能夠在較大范圍內控制產物分布，且具有操作簡單、連續(xù)進料容易、不消耗電力等優(yōu)點。因此該方法已經成為工業(yè)化生產富勒烯的主流方法。
電弧石墨蒸發(fā)法，以光譜級石墨棒為電極陰極，以石墨棒為陽極材料，并添加銖、鎳、銅或碳化鎢等作為催化劑。當兩根高純石墨電極靠近進行電弧放電時，炭棒氣化形成等離子體，在惰性氣氛下小碳分子經多次碰撞、合并、閉合而形成穩(wěn)定的C60及高炭富勒烯分子。該方法不產生有毒有害產物，但是成本高，非常耗電。
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