CN102762496A - 装入于容器的富勒烯及其制造方法以及富勒烯的保存方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制富勒烯的变质，尤其是能够防止对溶剂的溶解性的降低的装入于容器的富勒烯及其制造方法、以及富勒烯的保存方法。装入于容器的富勒烯通过在高真空度的容器内密闭富勒烯而形成。容器内的压力优选在10Pa以下。另外，富勒烯优选为金属内包富勒烯。这样的装入于容器的富勒烯通过在容器内装入富勒烯并将容器抽真空后对容器进行密封而制造。

Description

装入于容器的富勒烯及其制造方法以及富勒烯的保存方法

技术领域

本发明涉及装入于容器的富勒烯及其制造方法以及富勒烯的保存方法。

背景技术

60个、70个、76个、78个、82个或84个的碳原子呈球状结合而构成分子簇(分子集合体)的球状碳被称之为“富勒烯类”，作为具有磁性、超导特性、非线形光学效应、催化剂作用等优越的功能性的材料而受到注目。

不过，这样的富勒烯类以粉末状态放置在空气中时，在几天之中变得不溶于溶剂。即便只借助Ar置换但在几天之中不溶于溶剂的成分仍然增大。在将富勒烯类溶解于有机溶剂的情况下，受到溶存氧、水分等的影响产生了不溶成分。另外，在溶解于有机溶剂的溶液的情况下，需要以有机溶剂的处理为标准进行搬运。进而，一般富勒烯类对溶剂的溶解性低(几～几十mg/ml)，为了搬运作为溶液状态的程度的量而需要大量的溶剂。例如，为了使10g溶解度为1mg/ml的富勒烯溶解而需要10L的溶剂。

这样一来，富勒烯的保管难，当不采用任何对策来保管时，存在变质(原本可溶于溶剂中但变成不溶)这样的问题。另外，也有在溶液中保存的情况，不过在这种情况下，由于富勒烯的溶解性的恶化，存在需要大量的溶剂这样的问题。

但是，迄今为止，未知有能够抑制富勒烯的变质的富勒烯的保管方法。例如，在富勒烯相关的公知文献中，记载有富勒烯因氧、紫外线而变质的情况，但实际情况是未提及到其保管方法。(参考以下的专利文献1)。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】：日本特开平07-138009号公报

因此，所期望的一种与现有相比能够抑制富勒烯的变质，尤其是能够防止对溶剂的溶解性的降低的保存方法等。

发明内容

本发明就是鉴于上述的实际情况而作出的。其目的在于，提供能够抑制富勒烯的变质，尤其是能够防止对溶剂的溶解性的降低的装入于容器的富勒烯及其制造方法、以及富勒烯的保存方法。

为了实现上述目的，本发明的主旨为，装入于容器的富勒烯的特征在于，在真空的容器内密闭有富勒烯。

如上所述，通过在真空的容器内密闭富勒烯，能够抑制富勒烯的变质，尤其是能够防止对溶剂的溶解性的降低。其原因可推测为，将氧等的引发富勒烯劣化的杂质(成为不溶于溶剂的原因成分)除去。其结果是，能够长期的稳定保存。进而，在溶液状态搬运的情况之类时也不需要溶液的处理及大量的溶剂，另外，能够减少溶剂部分的容积，从而实现搬运性及搬运效率提高这样的优越效果。

此处，技术用语“富勒烯”只要是具有球壳状结构的富勒烯无特别限定，包含将金属等其他的元素内包的内包富勒烯、有机修饰富勒烯、不含有金属的空心富勒烯等。

本发明中优选所述容器内的压力在10Pa以下。其理由在于，若在10Pa以下，能够充分地将引发富勒烯劣化的杂质(成为不溶于溶剂的原因的成分)充分除去。

本发明中优选所述富勒烯为将金属内包于富勒烯骨架内的金属内包富勒烯。作为金属内包富勒烯的金属原子，优选Li、Na、Rb、Cs等碱金属，Be、Mg、Ca、Sr、Ba等碱土类金属，Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等稀土类，尤其是优选La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等镧系元素。尤其是，金属内包富勒烯与通常的富勒烯相比分子稳定性低，故抑制变质的效果更加显著。

另外，为了实现上述目的，本发明的主旨在于，装入于容器的富勒烯的制造方法的特征在于，在容器内装入富勒烯并将容器抽真空后，对容器进行密封。

能够简单地制造出在真空的容器内密闭有富勒烯的装入于容器的富勒烯。

另外，为了实现上述目的，本发明的主旨在于，富勒烯的保存方法的特征在于，将富勒烯在真空中保存。通过在真空中保存，能够抑制富勒烯的变质，从而能够长期的稳定保存。其理由可认为，通过形成真空而能够将引发富勒烯的劣化的杂质(成为不溶于溶剂的原因的成分)除去。

【发明效果】

根据本发明，通过在真空的容器内密闭有富勒烯，能够抑制富勒烯的变质，尤其是能够防止对溶剂的溶解性的降低。其理由可认为，将氧等的引发富勒烯劣化的杂质(成为不溶于溶剂的原因的成分)除去。其结果是，能够长期的稳定保存。进而，不需要在以溶液状态搬运时所必需使用的溶剂为标准的溶液的处理及大量的溶剂，另外，能够减少溶剂部分的容积，从而实现了搬运效率提高这样的优越效果。

附图说明

图1是用于对本发明所涉及的装入于容器的富勒烯的制造方法进行说明的图。

图2是表示根据金属内包富勒烯LaC82的保存方式的不同的可溶于溶剂的量的经时变化的曲线图。

具体实施方式

以下，根据实施方式对本发明进行详细叙述。需要说明的是，本发明并不是限定于以下的实施方式。

(本发明所涉及的装入于容器的富勒烯的结构)

本发明所涉及的装入于容器的富勒烯通过在高真空度的玻璃管内密闭富勒烯而形成。作为容器采用了玻璃管，但也可以是由玻璃以外的材质构成的容器。尤其是，在使富勒烯的稳定性提高方面，优选能够遮光的容器，例如可举出遮光玻璃制的容器。玻璃管内的压力优选在10Pa以下，更优选在1Pa以下。被密闭在玻璃管内的富勒烯只要是具有球壳状结构的富勒烯，无特别限定，不过，优选金属内包富勒烯、有机修饰富勒烯、不包含金属的空心富勒烯。作为金属内包富勒烯的金属原子，优选Li、Na、Rb、Cs等碱金属，Be、Mg、Ca、Sr、Ba等碱土类金属，Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等稀土类，尤其是优选La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等镧系元素。

(本发明所涉及的装入于容器的富勒烯的制造方法)

图1是用于对本发明所涉及的装入于容器的富勒烯的制造方法进行说明的图。

本发明所涉及的装入于容器的富勒烯通过在容器内放入富勒烯并将容器抽真空之后将容器密封而制造。以下，参考图1进行详细叙述。需要说明的是，在图1中，1是由隔膜泵构成的真空线路，2是液氮收集器，3是阀门，4是富勒烯溶液，5是玻璃管，6是由油扩散泵构成的真空线路，7是燃烧器，8是富勒烯粉末。

在此，作为富勒烯的一种，以在富勒烯C₈₂中内包La的金属内包富勒烯LaC82为例进行说明。

(1)金属内包富勒烯LaC82由电弧放电法合成且通过分离精制而回收。具体而言，将含有金属或金属化合物的碳电极(包含La的碳电极)为原料，在该电极间通过电弧放电使原料蒸发，并将所生成的烟状物质回收。在该电弧放电中合成富勒烯类。接着，从由电弧放电法获得的烟状物质中通过较易溶解的苯、甲苯等芳香烃等的有机溶剂来提取分离出富勒烯类。这样分离出的富勒烯类根据需要进一步采用中性氧化铝等并通过色谱分离来精制，并回收金属内包富勒烯LaC82的溶液。将该金属内包富勒烯LaC82的溶液通过二硫化碳(CS₂)来溶剂置换。二硫化碳在金属内包富勒烯LaC82中的溶解性高故易于处理。

(2)接着，对于上述的金属内包富勒烯LaC82的二硫化碳(CS₂)溶液而言，将该溶液4放入玻璃管5中，在压力0.02MPa下使二硫化碳蒸发(图1(1))。

(3)接着，在将溶剂全部除去之后，对玻璃管内进行排气，直至真空度为10^-3Pa。然后，一边进行抽真空一边通过燃烧器7对玻璃管5进行封管(图1(2))，由此制成可装入玻璃管(装入于容器的)的富勒烯。需要说明的是，玻璃管5内的排气优选在真空度10Pa以下。

【实施例】

对于基于金属内包富勒烯LaC82的保存方式的可溶于溶剂的量的经时变化进行了实验，故其结果示于表1及图2中。需要说明的是，作为具体的保存方式，如以下所示那样，为真空保存的情况(实施例)，Ar置换的情况(比较例1)、基于乙醇的溶液保存的情况(比较例2)、基于丙酮的溶液保存的情况(比较例3)这四种保存方式。

【表1】

保存方式

溶解量

溶解量

溶解量

实施例1

真空保存

100

→

100(13天后)

→

93.8(70天后)

比较例1

Ar置换

100

→

79.8(3天后)

→

36.9(16天后)

比较例2

乙醇溶液保存

100

→

29.7(6天后)

→

比较例3

丙酮溶液保存

100

→

13.2(8天后)

→

(实施例1)

实施例1为真空保存的情况。通过与上述实施方式的制造方法同样的方法，作为富勒烯制成采用了LaC82的装入于玻璃管(装入于容器的)的富勒烯。然后，在13天后及70天后，取出粉末试样，并将粉末溶解于二硫化碳中。将该二硫化碳溶液置换为甲苯，通过高速液体色谱曲线图将LaC82的溶解量与保存前进行比较。

(比较例1)

比较例1为Ar置换的情况。将已分离、精制的LaC82的二硫化碳溶液放入小玻璃瓶中，在大气中向小玻璃瓶内吹入Ar气体，使二硫化碳溶液蒸发。在溶剂蒸发后，立即关闭小玻璃瓶的盖。然后，在3天后及16天后，取出粉末试样，并将粉末溶解于二硫化碳中。将该二硫化碳溶液置换为甲苯，通过高速液体色谱曲线图将LaC82的溶解量与保存前进行比较。

(比较例2)

比较例2为基于乙醇的溶液保存的情况。将已分离、精制的LaC82的二硫化碳溶液通过蒸发器除去溶剂。在蒸发器内通过Ar气进行净化后，向LaC82粉末中添加乙醇，将沉淀了的粉末与乙醇一同保存在小玻璃瓶内。然后，在6天后，将乙醇由蒸发器除去并取出粉末试样，将粉末溶解于二硫化碳中。将该二硫化碳溶液置换为甲苯，通过高速液体色谱曲线图将LaC82的溶解量与保存前进行比较。

(比较例3)

比较例3为基于丙酮的溶液保存的情况。将已分离、精制的LaC82的二硫化碳溶液通过蒸发器除去溶剂。在蒸发器内通过Ar气体进行净化后，向LaC82粉末中添加丙酮，将沉淀了的粉末与丙酮一同保存在小玻璃瓶内。然后，在8天后，将丙酮由蒸发器除去并取出粉末试样，将粉末溶解于二硫化碳中。将该二硫化碳溶液置换为甲苯，通过高速液体色谱曲线图将LaC82的溶解量与保存前进行比较。

(实验结果的探讨)

(1)如表1及图2所示，在比较例1(Ar置换的情况)中，以保存前的溶解量为100时，3天后的溶解量为79.8，16天后的溶解量为36.9，在比较例2(基于乙醇的溶液保存的情况)中，以保存前的溶解量为100时，6天后的溶解量为29.7，在比较例3(基于丙酮的溶液保存的情况)中，以保存前的溶解量为100时，8天后的溶解量为13.2。这样可认为，在任一比较例中，溶解量随着时间的经过而指数函数性减少，经时变化大。

与其相对，如表1及图2所示，在实施例1(真空保存的情况)中，以保存前的溶解量为100时，13天后的溶解量为100，70天后的溶解量为93.8。这样可认为，在实施例1中溶解量的经时变化几乎没有。

(2)成为这样的结果可认为是：在真空保存的情况下，将氧等的引发富勒烯劣化的杂质(成为溶剂不溶的原因的成分)除去，从而能够抑制富勒烯的变质。

尤其是，对于在富勒烯骨架内内包金属的金属内包富勒烯而言，在其结构方面通常稳定性低，但如上所述，通过在真空中进行保存而能够良好地确保稳定性。

产业上的可利用性

本发明能够抑制富勒烯的变质，尤其是适用于能够防止对溶剂的溶解性的降低的装入于容器的富勒烯及其制造方法、以及富勒烯的保存方法。

附图标号说明

1：由隔膜泵构成的真空线路

2：液氮收集器

3：截止阀

4：富勒烯溶液

5：玻璃管

6：由油扩散泵构成的真空线路

7：燃烧器

8：富勒烯粉末。

Claims (5)

1.一种装入于容器的富勒烯，其特征在于，在真空的容器内密闭有富勒烯。

2.如权利要求1所述的装入于容器的富勒烯，其特征在于，所述容器内的压力在10Pa以下。

3.如权利要求1或2所述的装入于容器的富勒烯，其特征在于，所述富勒烯为金属内包富勒烯。

4.一种装入于容器的富勒烯的制造方法，其特征在于，在容器内装入富勒烯并将容器抽真空后，对容器进行密封。

5.一种富勒烯的保存方法，其特征在于，将富勒烯在真空中保存。

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