RU2327635C1 - Method of obtaining fullerene c60 - Google Patents
Method of obtaining fullerene c60 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327635C1 RU2327635C1 RU2006139846/15A RU2006139846A RU2327635C1 RU 2327635 C1 RU2327635 C1 RU 2327635C1 RU 2006139846/15 A RU2006139846/15 A RU 2006139846/15A RU 2006139846 A RU2006139846 A RU 2006139846A RU 2327635 C1 RU2327635 C1 RU 2327635C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fullerene
- solution
- xylene
- fullerenes
- activated carbon
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, а более конкретно к способам очистки и разделения фуллеренов.The invention relates to the chemical industry, and more particularly to methods for purification and separation of fullerenes.
Экстракцию фуллеренов, их разделение и очистку малых (граммовых) количеств обычно осуществляют методом препаративной жидкостной хроматографии (см. S.Saim et al. "Supercritical fluid extraction of fullerenes C60 and C70 from carbon soot", Sep.Sci. Technol., 1993, Vol.28, N 8, p.1509-1525; W.A.Scrivens et al., "Purification of gram quantities of C60. A new inexpensive and facile method". J. Am. Chem. Soc., 1992, Vol.114, N 20. p.7914-7919).Extraction of fullerenes, their separation and purification of small (gram) amounts are usually carried out by preparative liquid chromatography (see S. Saim et al. "Supercritical fluid extraction of fullerenes C 60 and C 70 from carbon soot", Sep. Sci. Technol., 1993, Vol. 28, No. 8, p. 1509-1525; WAScrivens et al., "Purification of gram quantities of C 60. A new inexpensive and facile method". J. Am. Chem. Soc., 1992, Vol. 114, No. 20. p. 7914-7919).
Известен способ очистки фуллеренов (см. патент US №5310532, МПК B01D 15/08, опубликован 10.05.1994) методом жидкостной хроматографии, в котором в качестве неподвижной фазы используют активированный уголь с добавлением силикагеля, а в качестве подвижной фазы - ароматический растворитель: толуол, тетрахлорид углерода, пиридин.A known method of purification of fullerenes (see US patent No. 5310532, IPC B01D 15/08, published 05/10/1994) by liquid chromatography, in which activated carbon with the addition of silica gel is used as the stationary phase, and an aromatic solvent: toluene as the mobile phase , carbon tetrachloride, pyridine.
Известный способ позволяет получить фуллерен С60 чистотой не более 95%.The known method allows to obtain fullerene With 60 purity of not more than 95%.
Известен способ очистки фуллерена С60 (см. патент US №5662876, МПК С01В 31/00, опубликован 02.09.1997), включающий хроматографическую очистку экстракта фуллеренов, растворенного в смеси ароматических растворителей: о-дихлорбензола и толуола, на смеси активированного угля и силикагеля, взятых в соотношении 1:1, под давлением азота.A known method of purification of fullerene C 60 (see US patent No. 5662876, IPC СВВ 31/00, published 02.09.1997), including chromatographic purification of the extract of fullerenes dissolved in a mixture of aromatic solvents: o-dichlorobenzene and toluene, on a mixture of activated carbon and silica gel taken in the ratio 1: 1, under nitrogen pressure.
Известный способ требует использования большого количества сорбента из-за его незначительной производительности, к тому же процесс ведут при избыточном давлении.The known method requires the use of a large amount of sorbent due to its low productivity, moreover, the process is carried out at overpressure.
Известен способ очистки фуллеренов (см. патент US №5904852, МПК B01D 15/08, опубликован 18.05.1999), по которому фуллерены, в том числе С60, разделяют на хроматографической колонке с использованием в качестве неподвижной фазы полимера с ароматическими функциональными группами, а в качестве подвижной фазы - органического растворителя.A known method of purification of fullerenes (see US patent No. 5904852, IPC B01D 15/08, published 05/18/1999), in which fullerenes, including C 60 , are separated on a chromatographic column using a polymer with aromatic functional groups as the stationary phase, and as a mobile phase, an organic solvent.
К недостатку известного способа следует отнести недостаточную чистоту получаемого фуллерена С60, высокую стоимость сорбента, низкую производительность по С60.The disadvantage of this method is the lack of purity of the obtained fullerene C 60 , the high cost of the sorbent, low productivity C 60 .
Известен способ очистки фуллерена С60 (см. патент JP №2005082461, МПК С01В 31/02, опубликован 31.03.2005), включающий растворение смеси фуллеренов и кариксарена в первом растворителе (толуоле или бензоле) с образованием комплекса фуллерена С60 и кариксарена, выпадающего в осадок, растворение этого осадка во втором растворителе, например в диалкилбензолах или триалкилбензолах, в котором растворяется С60, но плохо растворяется или совсем не растворяется кариксарен. Полученный раствор С60 очищают от примесей методом хроматографии, получая продукт, содержащий 98% С60.A known method of purification of fullerene C 60 (see JP patent No.2005082461, IPC C01B 31/02, published March 31, 2005), comprising dissolving a mixture of fullerenes and carixarene in a first solvent (toluene or benzene) to form a complex of fullerene C 60 and carixarene, a drop-out into a precipitate, dissolving this precipitate in a second solvent, for example, dialkylbenzenes or trialkylbenzenes, in which C 60 is soluble, but does not dissolve very well or does not dissolve carixarene. The resulting C 60 solution is purified from impurities by chromatography to give a product containing 98% C 60 .
Недостатком известного способа является его многостадийность и недостаточная чистота получаемого С60, а также высокая стоимость кариксарена.The disadvantage of this method is its multi-stage and insufficient purity of the obtained With 60 , as well as the high cost of carixarene.
Известен способ выделения фуллеренов С60, C70 и высших фуллеренов из фуллеренсодержащей сажи (см. заявка WO №9204279, опубликована 19.03.1992) путем жидкостной хроматографии. В качестве основного компонента элюента используют неполярный ароматический растворитель (толуол и/или бензол), а в качестве материала-носителя - кокс, антрацит и/или искусственный графит. Разделение ведут при температуре 20-80°С.A known method for the separation of fullerenes With 60 , C 70 and higher fullerenes from fullerene-containing soot (see application WO No. 9204279, published March 19, 1992) by liquid chromatography. A non-polar aromatic solvent (toluene and / or benzene) is used as the main component of the eluent, and coke, anthracite and / or artificial graphite are used as the carrier material. Separation is carried out at a temperature of 20-80 ° C.
Получаемый известным способом фуллерен C60 имеет недостаточно высокую чистоту.Obtained in a known manner fullerene C 60 is not high enough purity.
Известен способ выделения фуллеренов из фуллеренсодержащих продуктов (см. патент RU №2107536, МПК B01D 11/02, опубликован 27.03.1998), включающий экстракцию фуллеренсодержащего продукта органическим растворителем, фильтрование полученного раствора, испарение растворителя с получением твердого продукта, содержащего смесь фуллеренов и оставшегося раствора, элюирование раствора твердого продукта органическим растворителем в хроматографической колонке. Испарение растворителя производят при температуре 80-120°С в течение от 4 часов до 3 суток при пониженном давлении, а оставшийся раствор охлаждают в течение 10-30 часов при температуре 15-25°С с получением твердого продукта и оставшегося раствора.A known method of separating fullerenes from fullerene-containing products (see patent RU No. 2107536, IPC B01D 11/02, published 03/27/1998), including extraction of the fullerene-containing product with an organic solvent, filtering the resulting solution, evaporating the solvent to obtain a solid product containing a mixture of fullerenes and the remaining solution, elution of the solid solution with an organic solvent in a chromatographic column. The evaporation of the solvent is carried out at a temperature of 80-120 ° C for 4 hours to 3 days under reduced pressure, and the remaining solution is cooled for 10-30 hours at a temperature of 15-25 ° C to obtain a solid product and the remaining solution.
Известный способ повышает производительность процесса выделения фуллеренов из фуллеренсодержащих продуктов и разделения на индивидуальные фуллерены путем регламентированного процесса испарения и охлаждения, что приводит к увеличению скорости и объема выделяемых гомологов фуллеренов. Однако получаемый фуллерен С60 имеет недостаточную чистоту.The known method improves the performance of the process of separation of fullerenes from fullerene-containing products and separation into individual fullerenes through a regulated process of evaporation and cooling, which leads to an increase in the speed and volume of released homologs of fullerenes. However, the resulting C 60 fullerene is of insufficient purity.
Известен способ получения фуллерена С60 (см. патент RU №2259942, МПК С01В 31/02, опубликован 10.09.2005), по которому фуллеренсодержащую сажу экстрагируют в аппарате Сокслета ароматическим растворителем - толуолом. Для этого используют избыточное количество сажи по отношению к насыщенному раствору смеси фуллеренов в толуоле. На горячем дне аппарата осаждается экстракт из раствора, содержащий до 95% С60. затем фуллерен С60 и разделяют на хроматографической колонке с использованием в качестве неподвижной фазы древесного активированного угля, подвижной фазы - толуола или хлорбензола, целевой продукт кристаллизуют. Целевой продукт при необходимости подвергают дополнительной очистке перекристаллизацией или сублимацией в вакууме.A known method of producing fullerene C 60 (see patent RU No. 2259942, IPC СВВ 31/02, published September 10, 2005), in which fullerene-containing soot is extracted in a Soxhlet apparatus with an aromatic solvent — toluene. To do this, use an excessive amount of soot in relation to a saturated solution of a mixture of fullerenes in toluene. On the hot bottom of the apparatus, an extract is precipitated from a solution containing up to 95% C 60 . then C 60 fullerene and separated on a chromatographic column using charcoal activated carbon as the stationary phase, toluene or chlorobenzene as the mobile phase, the target product is crystallized. The desired product, if necessary, is subjected to further purification by recrystallization or sublimation in vacuum.
Известный способ позволяет достичь чистоты фуллерена C60 99,9+ %. Однако известный способ чрезмерно дорог и к тому же приводит к значительным потерям продукта как в аппарате Сокслета, так и при сублимации.The known method allows to achieve a purity of fullerene C 60 of 99.9 +%. However, the known method is excessively expensive and also leads to significant product losses both in the Soxhlet apparatus and during sublimation.
Известен способ получения фуллерена С60 (см. патент RU №2224714, МПК С01B 31.02, опубликован 27.02.2004), по которому экстракт смеси фуллеренов растворяют в несколько стадий в о-ксилоле при температуре 80-85°С до достижения содержания С60 на уровне 96±2%, чередуя при этом растворение и фильтрацию осадка при температуре 80-85°С. Полученный осадок, обогащенный по фуллерену С60, растворяют в о-ксилоле, полученный раствор подвергают хроматографической очистке на сорбенте в виде активированного азотсодержащего гранулированного угля и выделяют из раствора конечный продукт с содержанием 99,53%.A known method of producing fullerene C 60 (see patent RU No. 2224714, IPC C01B 31.02, published 02.27.2004), in which the extract of a mixture of fullerenes is dissolved in several stages in o-xylene at a temperature of 80-85 ° C until reaching a content of C 60 on level 96 ± 2%, alternating with the dissolution and filtration of the precipitate at a temperature of 80-85 ° C. The obtained precipitate, enriched in C 60 fullerene, is dissolved in o-xylene, the resulting solution is subjected to chromatographic purification on a sorbent in the form of activated nitrogen-containing granular coal, and the final product is isolated from the solution with a content of 99.53%.
Известный способ не обеспечивает получение конечного продукта с содержанием более 99,6%, к тому же предназначен лишь для получения небольших количеств фуллерена С60 для применения в аналитической химии. Относительно высокая стоимость гранулированного угля марки СКН приводит к необходимости осуществлять регенерацию сорбента. Однако при регенерации резко падает эффективная емкость такого сорбента, что влечет за собой падение эффективности процесса очистки и увеличивает затраты времени.The known method does not provide a final product with a content of more than 99.6%, moreover, it is intended only to obtain small amounts of C 60 fullerene for use in analytical chemistry. The relatively high cost of granulated coal brand SKN leads to the need for regeneration of the sorbent. However, during regeneration, the effective capacity of such a sorbent drops sharply, which entails a decrease in the efficiency of the cleaning process and increases the time spent.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, являлась разработка такого способа получения С60, который бы обеспечивал чистоту получаемого продукта до 99,9+ % и имел повышенную производительность.The task to which the claimed technical solution is directed was the development of such a method of producing C 60 , which would ensure the purity of the resulting product to 99.9+% and have increased productivity.
Поставленная задача решается тем, что способ получения С60 включает растворение экстракта смеси фуллеренов в несколько стадий в о-ксилоле при температуре 80-85°С до достижения содержания С60 на уровне 96±2%, чередуя при этом растворение и фильтрацию осадка при температуре 80-85°С, растворение полученного осадка, обогащенного по фуллерену С60, в о-ксилоле, первую хроматографическую очистку на сорбенте в виде активированного угля, выделение из полученного раствора фуллерена С60. Новым является выдерживание полученного после хроматографической очистки фуллерена С60 в вакууме 10-1-10-2 мм рт.ст. в течение 2-4 часов при температуре 180-200°С, последующее растворение его в о-ксилоле, хроматографическую очистку полученного раствора на сорбенте в виде активированного угля и выделение из раствора конечного продукта.The problem is solved in that the method for producing C 60 involves dissolving the extract of the fullerene mixture in several stages in o-xylene at a temperature of 80-85 ° C until reaching a C 60 content of 96 ± 2%, alternating with the dissolution and filtration of the precipitate at a temperature 80-85 ° С, dissolution of the obtained precipitate enriched in С 60 fullerene in o-xylene, first chromatographic purification on a sorbent in the form of activated carbon, isolation of С 60 fullerene from the obtained solution. The new is the exposure obtained after chromatographic purification of fullerene C 60 in a vacuum of 10 -1 -10 -2 mm RT.article for 2-4 hours at a temperature of 180-200 ° C, its subsequent dissolution in o-xylene, chromatographic purification of the resulting solution on a sorbent in the form of activated carbon and isolation of the final product from the solution.
Недостатком хроматографического способа является невозможность достичь чистоты получаемого продукта более 99,8%. Это обусловлено присутствием неотделяемой хроматографически примеси эпоксида фуллерена С60 : С60О содержанием 3,0-0,2%.The disadvantage of the chromatographic method is the inability to achieve a purity of the resulting product of more than 99.8%. This is due to the presence of an inseparable chromatographic impurity of fullerene epoxide C 60 : C 60 O with a content of 3.0-0.2%.
В заявляемом способе полученный после первой хроматографической очистки фуллерен С60 чистотой 97-99,8% подвергают термообработке в вакууме 10-1-10-2 мм рт.ст. при температуре 180-200°С в течение 2-4 часов. При этом эпоксид С60О взаимодействует с молекулой С60 с образованием соединения C120O, которое при использовании обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) имеет удвоенное время выхода по сравнению с фуллереном С60 и очень сильно сорбируется активированным углем. В результате после второй хроматографической очистки получают освобожденный от эпоксида фуллерен С60 чистотой 99,9% и более.In the inventive method, the fullerene C 60 having a purity of 97-99.8% obtained after the first chromatographic purification is subjected to heat treatment in a vacuum of 10 -1 -10 -2 mm Hg. at a temperature of 180-200 ° C for 2-4 hours. In this case, the C 60 O epoxide interacts with the C 60 molecule to form the C 120 O compound, which, when using reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC), has a doubled output time compared to C 60 fullerene and is very sorbed by activated carbon. As a result, after the second chromatographic purification, fullerene C 60 freed from epoxide is obtained with a purity of 99.9% or more.
При термообработке менее 2 часов и при температуре менее 180°С эпоксид С60О реагирует не полностью. При давлении больше 10-1 мм рт.ст. кислород, содержащийся в воздухе, при высокой температуре будет окислять С60 до эпоксида С60О, который, в свою очередь, будет реагировать с новой молекулой С60, образуя C120O, что нецелесообразно.When heat treatment is less than 2 hours and at a temperature of less than 180 ° C, epoxide C 60 O does not fully react. At a pressure of more than 10 -1 mm RT.article the oxygen contained in the air will oxidize C 60 at a high temperature to C 60 O epoxide, which, in turn, will react with the new C 60 molecule to form C 120 O, which is impractical.
При выдержке более 4 часов термообработка экономически нецелесообразна, так как весь эпоксид успевает прореагировать. При температуре выше 200°С происходит необратимая потеря продукта за счет термической олигомеризации С60, а при пониженной температуре время термообработки сильно увеличивается, либо процесс вообще не протекает. Применять давление менее 10-2 мм рт.ст. экономически нецелесообразно, так как содержание кислорода снижено настолько, что С60 практически не окисляется за время термообработки.With a shutter speed of more than 4 hours, heat treatment is not economically feasible, since the entire epoxide has time to react. At temperatures above 200 ° C, an irreversible loss of the product occurs due to the thermal oligomerization of C 60 , and at low temperatures the heat treatment time is greatly increased, or the process does not proceed at all. Apply a pressure of less than 10 -2 mm Hg it is not economically feasible, since the oxygen content is reduced so much that C 60 practically does not oxidize during the heat treatment.
Конечный продукт можно выделять из раствора упариванием, например, в ротационном испарителе в вакууме 1-10-1 мм рт.ст.The final product can be isolated from the solution by evaporation, for example, in a rotary evaporator in a vacuum of 1-10 -1 mm Hg
Конечный продукт можно обработать этиловым спиртом в течение 1,0-1,5 часов, а после обработки этиловым спиртом обработать водяным паром с последующей сушкой с целью удаления остатков органических растворителей. Обработка спиртом придает конечному продукту товарный вид. При меньшем времени обработки продукт получается не черный блестящий порошок; а коричневый порошок без блеска, в котором частицы склонны к слипанию. Более длительная обработка спиртом экономически нецелесообразна.The final product can be treated with ethyl alcohol for 1.0-1.5 hours, and after treatment with ethyl alcohol, water vapor is used, followed by drying to remove residual organic solvents. Processing with alcohol gives the final product a presentation. With less processing time, the product is not a shiny black powder; a brown powder without gloss, in which particles tend to stick together. A longer treatment with alcohol is not economically feasible.
Способ осуществляют следующим образом. Испарением графитовых электродов в электродуговом разряде в среде инертного газа получают фуллеренсодержащую сажу. Экстракцией фуллеренов из фуллеренсодержащей сажи получают фуллереновый экстракт (смесь фуллерернов), который растворяют в несколько стадий в о-ксилоле при температуре 80-85°С до достижения содержания С60 на уровне 96±2%. Этот процесс, называемый фракционным концентрированием экстракта фуллеренов по С60, описан в литературе (см. X.Zhou, J.Liu, Z.Jin, Z.Gu, Y.Wu, Y.Sun. "Solubility of fullerenes C60 and C70 in toluene, o-xylene and carbon disulfide at various temperatures". - Fullerene Science and Technology, 1997, 5(1), p.285-290). Фракционное концентрирование основано на различии в растворимости фуллеренов с разным молекулярным весом в зависимости от температуры. Растворимость фуллерена С60 в о-ксилоле с ростом температуры от 30°С до 85°С значительно понижается, в то время как растворимость фуллерена C70, наоборот, возрастает. В результате в диапазоне температур 80-85°С остаток экстракта фуллеренов, не растворившийся в о-ксилоле, будет обогащаться фуллереном С60, а раствор - фуллереном C70. Количество стадий фракционного концентрирования зависит от состава исходного экстракта фуллеренов. Объем растворителя подбирается таким, чтобы потери компонента С60 были наименьшими. Проведение фракционного концентрирования при температуре ниже 80°С приводит к снижению общей производительности способа. При температуре выше 85°С образуются трудно растворимые формы фуллеренов за счет термически индуцируемой олигомеризации, что затрудняет впоследствии растворение осадка. Полученный осадок, обогащенный по фуллерену С60, растворяют в о-ксилоле, проводят первую хроматографическую очистку на сорбенте в виде активированного угля и выделяют из полученного раствора фуллерен С60. Полученный после первой хроматографической очистки фуллерен С60 выдерживают в вакууме 10-1-10-2 мм рт.ст. в течение 2-4 часов при температуре 180-200°С. После выдержки в вакууме полученный после первой хроматографической очистки фуллерен С60 растворяют в о-ксилоле, проводят вторую хроматографическую очистку полученного раствора на сорбенте в виде активированного угля и выделяют из раствора конечный продукт чистотой 99,9% и более.The method is as follows. By evaporating graphite electrodes in an electric arc discharge in an inert gas environment, fullerene-containing soot is obtained. Extraction of fullerenes from fullerene-containing soot yields a fullerene extract (a mixture of fullerenes), which is dissolved in several stages in o-xylene at a temperature of 80-85 ° C until a C 60 content of 96 ± 2% is reached. This process, called fractional concentration of the C 60 fullerene extract, is described in the literature (see X. Zhou, J. Liu, Z. Jin, Z. Gu, Y. Wu, Y.Sun. "Solubility of fullerenes C 60 and C 70 in toluene, o-xylene and carbon disulfide at various temperatures. "- Fullerene Science and Technology, 1997, 5 (1), p. 285-290). Fractional concentration is based on the difference in solubility of fullerenes with different molecular weights depending on temperature. The solubility of fullerene C 60 in o-xylene decreases significantly with increasing temperature from 30 ° C to 85 ° C, while the solubility of fullerene C 70 , on the contrary, increases. As a result, in the temperature range of 80-85 ° С, the remainder of the fullerene extract, which did not dissolve in o-xylene, will be enriched in C 60 fullerene, and the solution in C 70 fullerene. The number of stages of fractional concentration depends on the composition of the initial fullerene extract. The volume of solvent is selected so that the loss of component C 60 is the smallest. Carrying out fractional concentration at a temperature below 80 ° C leads to a decrease in the overall productivity of the method. At temperatures above 85 ° C, hardly soluble forms of fullerenes are formed due to thermally induced oligomerization, which subsequently complicates the dissolution of the precipitate. The obtained precipitate, enriched in C 60 fullerene, is dissolved in o-xylene, the first chromatographic purification on the sorbent in the form of activated carbon is carried out, and C 60 fullerene is isolated from the resulting solution. The fullerene C 60 obtained after the first chromatographic purification is kept in a vacuum of 10 -1 -10 -2 mm Hg. within 2-4 hours at a temperature of 180-200 ° C. After exposure to vacuum, the fullerene C 60 obtained after the first chromatographic purification is dissolved in o-xylene, a second chromatographic purification of the obtained solution on the sorbent in the form of activated carbon is carried out, and the final product is isolated from the solution with a purity of 99.9% or more.
Пример 1. Путем фракционного концентрирования подготавливали концентрат фуллерена С60 94%. Для этого помещали 450 граммов экстракта фуллеренов с содержанием С60 60% в герметичную емкость, снабженную мешалкой, термостатируемой рубашкой и термостатируемым фильтром. Заливали 8 литрами о-ксилола и интенсивно перемешивали суспензию при температуре 80°С в течение 5 часов. При этом раствор обогащается по фуллерену C70 и высшим фуллеренам, а нерастворившийся осадок обогащается по фуллерену С60. Затем раствор давлением сжатого воздуха пропускали через фильтр. На фильтре оставался готовый концентрат С60 88%. Повторной процедурой фракционного концентрирования чистоту фуллерена С60 увеличивали до 94%. Дальнейшую очистку проводили хроматографическим способом. Для чего приготавливали загрузочный раствор, растворяя 200 граммов концентрата С60 при перемешивании в течение 1 часа в 40 литрах о-ксилола. Стальную хроматографическую колонку 140×650 мм сухим способом с применением вибропривода заполняли 2,8 кг активированного угля NORIT-AZO. Подавали чистый о-ксилол в колонку с помощью изократического насоса снизу вверх со скоростью около 500 мл/мин в течение 0,5 часа для того, чтобы удалить воздух из угля. После этого пропускали через колонку с такой же скоростью подготовленный раствор концентрата фуллерена С60 в о-ксилоле и следом за ним промывали колонку 30 литрами чистого о-ксилола. На выходе из колонки вначале собирали 20 литров чистого о-ксилола, а затем собирали 50 литров раствора очищенного фуллерена С60. Раствор очищенного фуллерена С60 упаривали досуха на ротационном испарителе. Получали сухой продукт фуллерена С60 чистотой 98% с примесью эпоксида фуллерена С60О до 2%. Фуллерен С70 и высшие фуллерены, содержащиеся в исходном концентрате, оставались сорбированными на активированном угле. Фуллерен С60 чистотой 98% подвергали термообработке в вакууме 10-1 мм рт.ст. при 200°С в течение 2 часов. При этом эпоксид С60О реагировал с молекулой С60 и переходил в соединение C120O, которое на обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографической колонке имеет удвоенное время выхода по сравнению с С60 и очень сильно сорбируется активированным углем. Приготавливали загрузочный раствор в о-ксилоле с концентрацией по термообработанному С60 4,5 г/л. Подготавливали суспензию активированного угля NORIT-AZO. Для этого его заливали о-ксилолом и подвергали ультразвуковому воздействию при откачивании с целью удаления воздуха, содержащегося в порах активированного угля. Суспензию помещали в колонку 85×185 мм. Через подготовленную колонку пропускали раствор термообработанного С60 объемом 100 л. Полученный из колонки раствор упаривали в вакууме с помощью ротационного испарителя досуха. Продукт обрабатывали этиловым спиртом в течение 1 часа. Затем продукт подвергали обработке водяным паром с целью удаления остатков органических растворителей, после чего сушили в сушильном шкафу. Получили продукт товарного вида с содержанием С60 99,9+ % по данным анализа ВЭЖХ.Example 1. By fractional concentration, a fullerene concentrate C 60 94% was prepared. To this was placed 450 grams of the extract with a content of the fullerene C 60 60% in a sealed vessel equipped with a stirrer, thermostatically controlled jacket and thermostated filter. It was poured with 8 liters of o-xylene and the suspension was intensively stirred at a temperature of 80 ° C for 5 hours. In this case, the solution is enriched in terms of fullerene C 70 and higher fullerenes, and the insoluble precipitate is enriched in terms of fullerene C 60 . Then the solution was pressurized with compressed air through a filter. The finished concentrate C 60 88% remained on the filter. By repeated fractional concentration procedure, the purity of fullerene C 60 was increased to 94%. Further purification was carried out by chromatographic method. For this purpose, a loading solution was prepared by dissolving 200 grams of C 60 concentrate with stirring for 1 hour in 40 liters of o-xylene. 2.8 kg of NORIT-AZO activated carbon was filled with a dry steel chromatographic column using a vibrodrive using a 140 × 650 mm column. Pure o-xylene was fed to the column using an isocratic pump from the bottom up at a speed of about 500 ml / min for 0.5 hours in order to remove air from the coal. After this, a prepared solution of fullerene C 60 concentrate in o-xylene was passed through the column at the same speed and then the column was washed with 30 liters of pure o-xylene. At the outlet of the column, 20 liters of pure o-xylene were first collected, and then 50 liters of a purified fullerene C 60 solution were collected. The solution of purified fullerene C 60 was evaporated to dryness on a rotary evaporator. A dry product of fullerene C 60 with a purity of 98% with an admixture of fullerene epoxide C 60 O up to 2% was obtained. Fullerene C 70 and higher fullerenes contained in the initial concentrate remained sorbed on activated carbon. Fullerene C 60 with a purity of 98% was subjected to heat treatment in a vacuum of 10 -1 mm Hg. at 200 ° C for 2 hours. In this case, the C 60 O epoxide reacted with the C 60 molecule and transferred to the C 120 O compound, which on the reversed-phase high-performance liquid chromatographic column has a doubled exit time compared to C 60 and is very sorbed by activated carbon. Prepared loading solution in o-xylene with a concentration of heat-treated With 60 4.5 g / L. A suspension of activated carbon NORIT-AZO was prepared. To do this, it was poured with o-xylene and subjected to ultrasonic treatment during pumping out in order to remove the air contained in the pores of activated carbon. The suspension was placed on a 85 × 185 mm column. A solution of heat-treated C 60 with a volume of 100 l was passed through a prepared column. The solution obtained from the column was evaporated in vacuo using a rotary evaporator to dryness. The product was treated with ethanol for 1 hour. Then the product was subjected to steam treatment to remove residual organic solvents, and then dried in an oven. Got a marketable product with a content of C 60 99.9 +% according to HPLC analysis.
Пример 2. Способом фракционного концентрирования подготавливали концентрат фуллерена С60 96%. С этой целью помещали 500 граммов экстракта фуллеренов с содержанием С60 80% в герметичную емкость, снабженную мешалкой, термостатируемой рубашкой и термостатируемым фильтром. Заливали 9 л о-ксилола и интенсивно перемешивали суспензию при температуре 85°С в течение 4 часов. Затем раствор давлением сжатого воздуха пропускали через фильтр. На фильтре оставался готовый концентрат C60 92%. Повторной процедурой достигали чистоту фуллерена С60 96%. Проводили дальнейшую очистку фуллерена С60 хроматографическим способом. Для этого приготавливали загрузочный раствор, растворяя 250 граммов концентрата С60 при перемешивании в течение 1 часа в 50 литрах о-ксилола. После заполнения стальной хроматографической колонки 140×650 мм активированным углем NORIT-AZO и удаления из него воздуха, пропускали через колонку подготовленный раствор концентрата фуллерена С60 в о-ксилоле и следом за ним промывали колонку 30 литрами чистого о-ксилола. На выходе из колонки собирали 60 литров раствора очищенного фуллерена С60. Раствор упаривали досуха на ротационном испарителе. Получали сухой продукт фуллерена С60 чистотой 99% с примесью эпоксида фуллерена С60О до 1%. Фуллерен С60 чистотой 99% подвергали термообработке в вакууме 10-2 мм рт.ст. при 200°С в течение 4 часов. После этого готовили загрузочный раствор в о-ксилоле с концентрацией по термообработанному С60 5 г/л. Через подготовленную колонку пропускали раствор термообработанного С60 объемом 120 литров. Полученный раствор упаривали в вакууме досуха. Продукт обрабатывали этиловым спиртом в течение 1,5 часов, затем - водяным паром и сушили в сушильном шкафу. Получили продукт товарного вида - фуллерен С60 чистоты 99,9+ % по данным анализа ВЭЖХ.Example 2. By the method of fractional concentration, a fullerene concentrate C 60 96% was prepared. To this end, 500 grams of fullerene extract with a content of 60 to 80% were placed in an airtight container equipped with a stirrer, a thermostatic jacket and a thermostatic filter. Pour 9 l of o-xylene and intensively stirred the suspension at a temperature of 85 ° C for 4 hours. Then the solution was pressurized with compressed air through a filter. The finished concentrate C 60 92% remained on the filter. By repeated procedure, the purity of fullerene C 60 to 96% was achieved. Further purification of fullerene C 60 was carried out by chromatographic method. For this, a loading solution was prepared by dissolving 250 grams of C 60 concentrate with stirring for 1 hour in 50 liters of o-xylene. After filling the steel chromatographic column 140 × 650 mm with activated carbon NORIT-AZO and removing air from it, the prepared solution of fullerene concentrate C 60 in o-xylene was passed through the column and the column was washed with 30 liters of pure o-xylene after it. At the column outlet, 60 liters of purified fullerene C 60 solution were collected. The solution was evaporated to dryness on a rotary evaporator. Received a dry product of fullerene C 60 with a purity of 99% with an admixture of fullerene epoxide C 60 O up to 1%. Fullerene C 60 with a purity of 99% was subjected to heat treatment in a vacuum of 10 -2 mm Hg. at 200 ° C for 4 hours. After that, a loading solution in o-xylene with a concentration of heat-treated With 60 5 g / L was prepared. A solution of heat-treated C 60 with a volume of 120 liters was passed through a prepared column. The resulting solution was evaporated to dryness in vacuo. The product was treated with ethyl alcohol for 1.5 hours, then with water vapor and dried in an oven. Got a marketable product - fullerene C 60 with a purity of 99.9+% according to HPLC analysis.
Заявляемый способ позволяет использовать высокопроизводительное оборудование для фракционного концентрирования и хроматографической первичной очистки.The inventive method allows the use of high-performance equipment for fractional concentration and chromatographic primary purification.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006139846/15A RU2327635C1 (en) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | Method of obtaining fullerene c60 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006139846/15A RU2327635C1 (en) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | Method of obtaining fullerene c60 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2327635C1 true RU2327635C1 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=39680018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006139846/15A RU2327635C1 (en) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | Method of obtaining fullerene c60 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2327635C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455230C2 (en) * | 2010-08-13 | 2012-07-10 | Учреждение Российской Академии наук Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Method of producing fullerene c70 |
RU2456233C2 (en) * | 2010-08-13 | 2012-07-20 | Учреждение Российской Академии наук Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Method of producing fullerene c60 |
RU2550891C2 (en) * | 2013-07-29 | 2015-05-20 | Виктор Анатольевич Кескинов | Method of separating fullerenes |
RU2626635C1 (en) * | 2016-04-14 | 2017-07-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") | Method for fulleren c60 purification from oxide impurities |
-
2006
- 2006-11-03 RU RU2006139846/15A patent/RU2327635C1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455230C2 (en) * | 2010-08-13 | 2012-07-10 | Учреждение Российской Академии наук Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Method of producing fullerene c70 |
RU2456233C2 (en) * | 2010-08-13 | 2012-07-20 | Учреждение Российской Академии наук Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Method of producing fullerene c60 |
RU2550891C2 (en) * | 2013-07-29 | 2015-05-20 | Виктор Анатольевич Кескинов | Method of separating fullerenes |
RU2626635C1 (en) * | 2016-04-14 | 2017-07-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") | Method for fulleren c60 purification from oxide impurities |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tamura et al. | Separation of enantiomers on diastereomeric right-and left-handed helical poly (phenyl isocyanide) s bearing L-alanine pendants immobilized on silica gel by HPLC | |
JPH0582324B2 (en) | ||
RU2327635C1 (en) | Method of obtaining fullerene c60 | |
CA2521829A1 (en) | Process for extracting taxanes | |
JP6488379B2 (en) | Method for preparing medicinal chlorogenic acid | |
CN109232886A (en) | A kind of preparation method and application of the conjugation microporous polymer based on carbazole group | |
Park et al. | Isotherm, kinetic, and thermodynamic characteristics for adsorption of 2, 5-xylenol onto activated carbon | |
RU2456233C2 (en) | Method of producing fullerene c60 | |
CN107778360B (en) | Method for preparing caspofungin acetate | |
WO2003076335A1 (en) | Process for production of fullerenes and method for separation thereof | |
Maltas et al. | A new BODIPY/nanoparticle/Ni affinity system for binding of cytochrome c | |
JP2004026579A (en) | Method for preparing fullerenes | |
RU2626635C1 (en) | Method for fulleren c60 purification from oxide impurities | |
CN110590675B (en) | Preparation of novel ionic liquid monomer and polymer thereof and application of novel ionic liquid monomer and polymer thereof in separation of tea polyphenol | |
RU2107536C1 (en) | Method of isolating fullerenes from fullerene-containing products | |
RU2224714C2 (en) | Method of preparing fulleren c60 | |
CN110586053B (en) | Solid phase extraction polycyclic aromatic hydrocarbon adsorbent and preparation method thereof | |
JP3667743B2 (en) | Fullerene production method | |
CN115572286B (en) | Method for recovering silymarin from silybin crystallization residual liquid | |
JPS59116254A (en) | Preparation of high-purity diaminomaleonitrile | |
WO1996033162A1 (en) | Compounds containing a substantially planar, fused ring system with at least 4 aromatic rings and their use as a chiral stationary phase in enantiomeric separation | |
CN114106344B (en) | Preparation method of aluminum metal organic framework material Al-MIL-53 | |
Xiang et al. | A neutral Cu-based MOF for effective quercetin extraction and conversion from natural onion juice | |
JP7234260B2 (en) | Method for producing a composition containing xanthohumol | |
JP6982262B2 (en) | Purification method |