技术领域
[0001] 本发明涉及富勒烯分离纯化技术领域，尤其涉及一种内嵌富勒烯与空心富勒烯的分离方法。
相关背景技术
[0002] 内嵌富勒烯是由金属、非金属原子、金属原子团簇或各种小分子嵌入空心富勒烯内部而形成的一类分子。内嵌原子或团簇与碳笼相互作用使得内嵌富勒烯具有独特的结构及物理化学性质。内嵌富勒烯自发现以来就引起了广泛关注，其结构新颖，物理、化学性质独特导致该材料具有十分广阔的应用前景。
[0003] 内嵌富勒烯的制备主要有电弧放电法和离子注入法。其中电弧放电法制备的富勒烯是一系列大量空心富勒烯和少量内嵌富勒烯组成的混合物。合成目标富勒烯的同时会有大量的副产物生成，故能高效的分离富勒烯成为亟待解决的难题。目前分离内嵌富勒烯的方法主要有两种：
[0004] 1.依靠制备型的高效液相色谱进行分离，大量的空心富勒烯会造成溶剂对富勒烯的溶解度降低，分离途径繁琐，分离周期长，消耗大量的人力、物力，溶剂消耗量大，大大影响了内嵌富勒烯的分离以及应用探究，且对色谱仪和色谱柱损坏较大。
[0005] 2.根据内嵌富勒烯与空心富勒烯表面的电子密度差异，使用能接受电子的路易斯酸进行选择性分离。内嵌富勒烯表面的电子密度高，能和路易斯酸络合形成沉淀，空心富勒烯表面电子密度低，不易与内嵌富勒烯反应则存在于溶液中而达到分离效果。常用的路易斯酸有AlCl3，CaCl2，FeCl3，CuCl2，ZnCl2等，但这些路易斯酸存在选择性不强的缺点，含内嵌富勒烯的沉淀的水解络合效果不明显，使得内嵌富勒烯损失很大。同时，该方法分离效果不好，导致内嵌富勒烯中混有大量空心富勒烯。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0035] 实施例1
[0036] (1)取50mL从烟灰中提取出来的含镝内嵌富勒烯的二硫化碳溶液进行基质辅助激光解析飞行时间质谱法(MALDI-TOF)分析，分析其中含有的富勒烯，结果见图1。图1表明，溶液中既含有含镝内嵌富勒烯(Dy@C2n(2n＝72,74,76……)，Dy2@C2n(2n＝72,74,76……)，Dy2C2@C2n(2n＝72,74,76……)，如Dy@C82、Dy@C92、Dy@C94)，又含有空心富勒烯(C60，C70，C80，C82，C84，C86等)。
[0037] 再取100mL含镝内嵌富勒烯的二硫化碳溶液加入两口烧瓶内，并加入搅拌子，在室温下搅拌，转速200-300r/min。烧瓶口接上两个三通，充氩气(或者氮气)将烧瓶内空气排出。
[0038] (2)排出空气后，用长针头从三通将0.5mL TiCl4加入烧瓶中，通氩气(或者氮气)，反应10min，反应期间溶液由黑色溶液变为棕色浑浊。
[0039] (3)将反应后的产物用砂芯漏斗抽滤，砂芯漏斗的滤芯上放置有机滤膜，留在有机滤膜上的是内嵌富勒烯和TiCl4反应生成的沉淀，滤液是未反应的空心富勒烯溶液。用MALDI-TOF检测滤液中的空心富勒烯，采用正离子模式，未加基质，结果见图2。图2表明，分离的滤液中只含有空心富勒烯。
[0040] (4)将4.5g EDTA-2Na溶于200ml自来水，得到EDTA-2Na的水溶液，待用。
[0041] 将有机滤膜上的沉淀加入分液漏斗中，然后依次加入30-50mL的CS2、30-50mL上述EDTA-2Na的水溶液进行萃取，摇晃，静置分层，上层为水相，下层为有机相，收集下层有机相。向水相中再次加入CS2重复上述过程，直至水相澄清为止
[0042] 若第2-3次萃取后，水相中出现未溶解的絮状物，且颜色为灰黑色，则还需收集絮状物，加入水和二硫化碳，并加入少量的浓硫酸，搅拌2-3天，静置分层后收集下层的有机相。合并所有有机相，浓缩，即分离出内嵌富勒烯。
[0043] 使用MALDI-TOF检测合并后的有机相中的内嵌富勒烯，采用正离子模式，未加基质，结果见图3。图3表明，溶液中只含有含镝内嵌富勒烯，结合图2则说明本发明的方法成功的分离了内嵌富勒烯和空心富勒烯。
[0044] 使用以上方法，可使得内嵌富勒烯的分离效率达到90％以上(分离效率＝反应后收集的内嵌富勒烯质量/反应前初始内嵌富勒烯质量)。
[0045] 采用本发明的上述方法，还可以处理含钍内嵌富勒烯、内嵌铀富勒烯、镧系内嵌富勒烯等与空心富勒烯的混合溶液，同样可以有效分离内嵌富勒烯与空心富勒烯。
[0046] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
