CN109205591B

CN109205591B - 一种新型富勒烯衍生物微球的制备方法

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Publication number: CN109205591B
Application number: CN201810728074.5A
Authority: CN
Inventors: 姜博鸿; 吉庆敏; 汤琴
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2038-07-05
Also published as: CN109205591A

Abstract

本发明公开了一种新型富勒烯衍生物微球的制备方法，包括以下步骤：1)、制备C₆₀甲苯溶液；2)、利用步骤1)得到的C₆₀甲苯溶液制备C₆₀‑甲苯‑并五苯混合溶液；3)、通过液液界面沉淀法获得富勒烯衍生物微球沉淀物；4)、对步骤2)得到的富勒烯衍生物微球沉淀物进行清洗，得到最终产物。本发明的新型富勒烯衍生物微球的制备方法通过液液界面沉淀法来控制富勒烯的微观结构，以一种更为高效简洁的方式制备得到新型超疏水材料。结构的微球表面为多层褶皱状结构，具有良好的超疏水性能。

Description

一种新型富勒烯衍生物微球的制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型富勒烯衍生物微球的制备方法。

背景技术

莲花植物以其天然的清洁机制而长期以来一直被认为是纯净的象征，水滴落在叶片表面时会滚落并带走污垢，这种基于表面的疏水性质是通过微米和纳米长度尺度上的两层粗糙度的分形形态来实现的。在人为地模仿防水表面过程中，制备由疏水性分子或聚合物结构单元组成的表面是一个必要的过程，在以往的研究中，超疏水表面可以通过溶胶凝胶处理、化学气相沉积等来达到目的，但是这些方法存在工艺复杂、成本高昂、生产过程造成污染等不容忽视的缺点。新的超疏水材料制备方法仍然是研究者们正在努力解决的问题。

而随着近年来对富勒烯研究的逐渐深入，其独特的球形几何结构，多样的电子受体，良好的催化活性等独特性质受到了研究者们的广泛关注，研究者们越来越多的开始尝试制备可控维度和形状的富勒烯及富勒烯衍生物结构以获得各种独特的性能。部分研究者也把目光放在了富勒烯及其衍生物自组装以以期获得良好的超疏水性能上。

因此，需要一种新的新型富勒烯衍生物微球结构以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种的新型富勒烯衍生物微球的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种新型富勒烯衍生物微球的制备方法，包括以下步骤：

1)、制备C₆₀甲苯溶液；

2)、利用步骤1)得到的C₆₀甲苯溶液制备C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液；

3)、通过液液界面沉淀法获得富勒烯衍生物微球沉淀物；

4)、对步骤2)得到的富勒烯衍生物微球沉淀物进行清洗，得到最终产物。

更进一步的，所述C₆₀甲苯溶液的制备方法包括以下步骤：

一、称取C₆₀粉末和甲苯，所述C₆₀粉末和甲苯的比例为：32.55mg：35ml；

二、将C₆₀粉末加入甲苯中，混合均匀，得到C₆₀甲苯溶液。

更进一步的，步骤二中将C₆₀粉末加入甲苯中超声处理至少一个小时使二者混合均匀。

更进一步的，所述C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液的制备方法包括以下步骤：

(1)、称取并五苯粉末、C₆₀粉末和甲苯，其中，并五苯粉末：C₆₀粉末：甲苯的比例为：13.25mg：32.55mg：35ml；

(2)、将所述C₆₀粉末加入所述甲苯中，混合均匀，得到C₆₀甲苯溶液；

(3)、将所述并五苯粉末加入所述C₆₀甲苯溶液中，得到中间溶液；

(4)、将步骤(3)得到的中间溶液在110℃条件下搅拌，直到中间溶液颜色从紫色变为棕色，得到第二中间溶液；

(5)、将步骤(4)得到的第二中间中间溶液在室温下搅拌至少60分钟，得到所述C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液。

更进一步的，步骤(4)中搅拌为以300转每分钟搅拌至少2个小时。

更进一步的，步骤(5)中搅拌转速为300转每分钟。

更进一步的，步骤3)中通过液液界面沉淀法获得富勒烯衍生物微球沉淀物包括以下步骤：

a、称取C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液和甲醇，所述C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液和甲醇的体积比为2:(2-8)；

b、将所述甲醇加入所述C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液中，得到第一混合溶液；

c、将步骤b得到的第一混合溶液静置至少12小时，得到第二混合溶液；

d、用吸管将第二混合溶液的上清液吸出，得到浑浊液；

e、将浑浊液进行离心处理，得到沉淀物；

f、将步骤e得到的沉淀物用异丙醇清洗2-3次；

g、将清洗后的沉淀物置入去离子水中，所述沉淀物漂浮在水面呈薄膜状，将沉淀物从水中捞出，烘干，即得最终产物。步骤g中利用玻璃将最终产物从水中捞出。

更进一步的，所述C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液和甲醇的体积比为2:5。

更进一步的，步骤e中离心处理为6000转每分钟离心处理至少4分钟。

更进一步的，步骤a中甲醇以乙醇、异丙醇或叔丁醇代替。

有益效果：本发明的新型富勒烯衍生物微球的制备方法通过液液界面沉淀法来控制富勒烯的微观结构，以一种更为高效简洁的方式制备得到新型超疏水材料。结构的微球表面为多层褶皱状结构，具有良好的超疏水性能。

附图说明

图1为本发明正极板栅的简要制备流程图。

图2为本发明的实施实施例1中钛泡沫板栅和传统铅板栅涂膏前后的光学照片及质量记录。

图3为本发明的实施实施例2中充放电测试结果；

图4为本发明样品接触角测试示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

步骤1、制备C₆₀甲苯溶液

步骤1.1使用电子天平称取32.55mg C₆₀粉末，倒入50ml玻璃瓶中，

步骤1.2在步骤1.1玻璃瓶中加入35ml甲苯，

步骤1.3将步骤1.2得到的混合溶液超声一小时使C₆₀完全溶解在甲苯中

步骤2、制备C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液

更进一步的，步骤2)中制备C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液包括以下步骤：

步骤2.1称取13.25mg并五苯粉末，倒入100ml圆底双口烧瓶中，

步骤2.2在100ml圆底双口烧瓶中放入一转子，将C₆₀甲苯溶液倒入圆底双口烧瓶中，

步骤2.3将圆底双口烧瓶在110摄氏度油浴加热条件下，转速300转每分钟每分钟搅拌2小时，此时混合溶液由紫色变为棕色，

步骤2.4将装有加合物溶液的圆底双口烧瓶在室温条件下300转每分钟每分钟搅拌一小时，

步骤2.5取出圆底双口烧瓶中溶液置于50ml玻璃瓶中待用，

步骤3、通过液液界面沉淀法获得沉淀物，

步骤3.1用移液枪取C₆₀-甲苯-并五苯加合物溶液2ml置于10ml玻璃瓶中，

步骤3.2用移液枪取5ml甲醇，缓慢加入步骤一中的玻璃瓶内，此时玻璃瓶中溶液分为上下两层，上层为透明的甲醇，下层为棕色混合溶液，

步骤3.3将步骤3.2中的玻璃瓶静置12小时，注意不要受到震荡，

步骤3.4用吸管吸出步骤3.3中玻璃瓶内的上清液弃掉，将瓶中浑浊液收集到离心管中，

步骤3.5将步骤3.4中离心管置于离心机中，₆₀00转每分钟离心4分钟，去掉上清液，得到潮湿沉淀物，

步骤3.6将步骤五得到的沉淀物用异丙醇清洗2-3次

步骤3.7将步骤六得到的沉淀物置入去离子水中，其漂浮在水面呈薄膜状，取一玻璃片将其在水中捞出，烘干，得到最终产物。

实施例2

与实施例1类似，区别在于，将实施例1的步骤3.2中甲醇的体积改为 2ml，其他条件保持一致。

实施例3

与实施例1类似，区别在于，将实施例1的步骤3.2中甲醇的体积改为 8ml，其他条件保持一致。

实施例4

与实施例1类似，区别在于，将实施例1的步骤3.2中甲醇改为乙醇，其他条件保持一致。

四个实施例均得到如图1所示的富勒烯衍生物微球结构，其中实施例1所得样品分布最为均匀，杂质最少。

实施例5

与实施例1类似，区别在于，将实施例1的步骤3.2中甲醇改为异丙醇，其他条件保持一致。

实施例6

与实施例1类似，区别在于，将实施例1的步骤3.2中甲醇改为叔丁醇，其他条件保持一致。

实施例5与实施例6得到如图2、3所示的富勒烯衍生物微球结构，其中杂质相较于实施例较多，且生长状态不如实施例1所得富勒烯衍生物微球结构。

应用例7

通过测量接触角评价其疏水性能，具体包括如下步骤：

步骤1室温和环境湿度下，使用Fibro 1121/1122 DAT-Dynamic接触角测试仪来测量接触角，仪器开机，微量注射器取去离子水，载物台上方夹具夹取样品作为衬底，疏水层朝上；

步骤2将进样器或微量注射器固定在载物台上方调焦，放大两倍调节摄像头到载物台的距离使得图象最清晰；

步骤3用微量注射器压出5μL的样品，从活动图象中看到进样器下端出现一个清晰的小液滴；

步骤4旋转载物台底座的旋钮使得载物台慢慢上升，触碰悬挂在进样器下端的液滴后下降使液滴留在钛平面上；对于超疏水材料，难以接下液滴的情况则保持液滴形态进行测试；

步骤5接样后快速冻结图像，点击界面右上角的冻结图象按钮将画面固定，再点击File菜单中的Save as将图象保存在文件夹中；

步骤6先打开存储图像以接触面为准线画一条基线，点击量角法按钮，进入量角法主界面，按开始键打开画好基线的图象。这时图象上出现一个由两直线交叉45度组成的测量尺利用键盘上的Z、X、Q、A键即左、右、上、下键调节测量尺的位置使测量尺交点位于液滴顶点，两端与液滴边缘相交得到接触角的数值；

步骤7重复两次上述步骤1-6，得到三组实验数据并记录。

表1、三组实验数据对比

Claims

1.一种富勒烯衍生物微球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、制备C₆₀甲苯溶液；

2）、利用步骤1）得到的C₆₀甲苯溶液制备C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液；所述C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液的制备方法包括以下步骤：

（1）、称取并五苯粉末、C₆₀粉末和甲苯，其中，并五苯粉末：C₆₀粉末：甲苯的比例为：13.25mg：32.55mg：35ml；

（2）、将所述C₆₀粉末加入所述甲苯中，混合均匀，得到C₆₀甲苯溶液；

（3）、将所述并五苯粉末加入所述C₆₀甲苯溶液中，得到中间溶液；

（4）、将步骤（3）得到的中间溶液在110℃条件下搅拌，直到中间溶液颜色从紫色变为棕色，得到第二中间溶液；

（5）、将步骤（4）得到的第二中间溶液在室温下搅拌至少60分钟，得到所述C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液；

3）、通过液液界面沉淀法获得富勒烯衍生物微球沉淀物；步骤3）中通过液液界面沉淀法获得富勒烯衍生物微球沉淀物包括以下步骤：

a、称取C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液和甲醇，所述C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液和甲醇的体积比为2:（2-8）；

d、用吸管将第二混合溶液的上清液吸出，得到浑浊液；

e、将浑浊液进行离心处理，得到沉淀物；

f、将步骤e得到的沉淀物用异丙醇清洗2-3次；

g、将清洗后的沉淀物置入去离子水中，所述沉淀物漂浮在水面呈薄膜状，将沉淀物从水中捞出，烘干，即得富勒烯衍生物微球沉淀物；

4）、对步骤3）得到的富勒烯衍生物微球沉淀物进行清洗，得到最终产物。

2.根据权利要求1所述的富勒烯衍生物微球的制备方法，其特征在于：所述C₆₀甲苯溶液的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的富勒烯衍生物微球的制备方法，其特征在于：步骤二中将C₆₀粉末加入甲苯中超声处理至少一个小时使二者混合均匀。

4.根据权利要求1所述的富勒烯衍生物微球的制备方法，其特征在于：步骤（4）中搅拌为以300转每分钟搅拌至少2个小时。

5.根据权利要求4所述的富勒烯衍生物微球的制备方法，其特征在于：步骤（5）中搅拌转速为300转每分钟。

6.根据权利要求1所述的富勒烯衍生物微球的制备方法，其特征在于：所述C₆₀-甲苯-并五苯混合溶液和甲醇的体积比为2:5。

7.根据权利要求1所述的富勒烯衍生物微球的制备方法，其特征在于：步骤e中离心处理为6000转每分钟离心处理至少4分钟。

8.根据权利要求1所述的富勒烯衍生物微球的制备方法，其特征在于：步骤a中甲醇以乙醇、异丙醇或叔丁醇代替。