本發(fā)明涉及富勒烯碳納米材料領(lǐng)域，特別是C60等富勒烯方形片晶的制備方法。

背景技術(shù)：

本發(fā)明所用的C60、C70等富勒烯是碳元素的一種同分異構(gòu)體，其獨(dú)特的零維結(jié)構(gòu)使之表現(xiàn)出很多特性，比如C60具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道、非線性光學(xué)效應(yīng)效應(yīng)，摻雜堿金屬后有超導(dǎo)性，毒性低且能抑制細(xì)菌增殖并使HIV病毒失活，還可發(fā)生鹵化、氯化等多種化學(xué)反應(yīng)。獨(dú)特的性能使C60等富勒烯在超導(dǎo)體、非線性光學(xué)材料、醫(yī)藥治療、顯示器、傳感器、光伏材料和微反應(yīng)器等諸多領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。

C60等富勒烯的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和性能引起了科學(xué)家對(duì)其進(jìn)行一維和二維超分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極大興趣。利用液-液界面法等可使C60組裝為晶須、納米棒、納米線和微納米管等一維結(jié)構(gòu)，研究表明C60納米晶須和納米管有較高的強(qiáng)度，可被用作場(chǎng)效應(yīng)晶體管、合成模板、光懸臂梁和催化劑載體等。利用液-液界面法也可使C60組裝為六邊形、菱形等二維結(jié)構(gòu)。但是在迄今為止有關(guān)C60等富勒烯研究的文獻(xiàn)中，尚未見(jiàn)到關(guān)于富勒烯二維方形片晶的發(fā)現(xiàn)報(bào)道以及關(guān)于其制備方法的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種C60等富勒烯材料方形片晶的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下原理實(shí)現(xiàn)的：通過(guò)超聲波分散將適量富勒烯溶于適量溶劑(如四氯化碳、氯苯、二氯苯、三氯苯，或兩種或兩種以上這些溶劑的混合物)中制成一定濃度的溶液，向該富勒烯溶液中加入適量二氯甲烷或三氯甲烷或者二氯甲烷與三氯甲烷的混合溶劑，再通過(guò)超聲波分散使富勒烯溶液和溶劑混合均勻，控制溫度、真空度和溶劑揮發(fā)速度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)可在溶劑揮發(fā)過(guò)程中使富勒烯組裝為方形片晶。

本發(fā)明所用方法的特征在于富勒烯方形片晶的制備是溶液中的富勒烯在溶劑揮發(fā)過(guò)程中在分子間力的作用下逐漸富集并有序組裝實(shí)現(xiàn)的，所得到的富勒烯方形片晶的尺寸較均勻。

本發(fā)明所用方法的特征在于所用富勒烯材料包括C60、C60的衍生物如[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)、C70、C70的衍生物如[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)，也包括這些富勒烯材料的混合物。

本發(fā)明所用方法的特征在于制備富勒烯方形片晶的過(guò)程中溫度為-5-70℃、真空度為133Pa-1atm,溶劑揮發(fā)速度0.0001-0.1ml/s。

本發(fā)明中，富勒烯的濃度、溶劑揮發(fā)速度和溫度等都會(huì)影響富勒烯方形片晶的數(shù)量和尺寸，制備方法簡(jiǎn)單易行。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明用下列實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的特征，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并非限于下列實(shí)施例。

實(shí)施例1

通過(guò)超聲波分散將0.003克C60溶于4ml溶劑四氯化碳中制成溶液，向該C60溶液中加入3ml三氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使C60溶液和三氯甲烷混合均勻，在溫度為23℃的條件下，調(diào)節(jié)溶劑揮發(fā)速度可使C60在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的方形C60片晶。

實(shí)施例2

通過(guò)超聲波分散將0.003克C60溶于5ml溶劑四氯化碳中制成溶液，向該C60溶液中加入4ml二氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使C60溶液和二氯甲烷混合均勻，在溫度為23℃的條件下，控制溶劑揮發(fā)速度可使C60在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的方形C60片晶。

實(shí)施例3

通過(guò)超聲波分散將0.002克PC61BM溶于4ml溶劑四氯化碳中制成溶液，向該C60溶液中加入3ml二氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使PC61BM溶液和二氯甲烷混合均勻，在溫度為23℃的條件下，控制溶劑揮發(fā)速度可使PC61BM在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的富勒烯方形片晶。

實(shí)施例4

通過(guò)超聲波分散將0.002克PC61BM溶于4ml溶劑四氯化碳中制成溶液，向該C60溶液中加入2ml三氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使PC61BM溶液和二氯甲烷混合均勻，在溫度為23℃的條件下，控制溶劑揮發(fā)速度可使PC61BM在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的富勒烯方形片晶。

實(shí)施例5

通過(guò)超聲波分散將0.002克C70溶于4ml溶劑氯苯中制成溶液，向該C60溶液中加入3ml二氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使PC61BM溶液和二氯甲烷混合均勻，在溫度為23℃的條件下，控制真空度和溶劑揮發(fā)速度可使PC61BM在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的富勒烯方形片晶。

實(shí)施例6

通過(guò)超聲波分散將0.002克C70溶于4ml溶劑二甲苯中制成溶液，向該C70溶液中加入2ml三氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使C70溶液和三氯甲烷混合均勻，在溫度為23℃的條件下，控制真空度和溶劑揮發(fā)速度可使C70在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的方形片晶。

實(shí)施例7

通過(guò)超聲波分散將0.002克PC71BM溶于4ml溶劑四氯化碳中制成溶液，向該溶液中加入2ml三氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使PC71BM溶液和三氯甲烷混合均勻，在溫度為23℃的條件下，控制真空度和溶劑揮發(fā)速度可使PC71BM在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的方形片晶。

實(shí)施例8

通過(guò)超聲波分散將0.002克C60溶于4ml溶劑鄰二氯苯中制成溶液，向該C60溶液中加入2ml三氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使C60溶液和三氯甲烷混合均勻，在溫度為23℃的條件下，控制真空度和溶劑揮發(fā)速度可使C60在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的方形片晶。

實(shí)施例9

通過(guò)超聲波分散將0.002克C60溶于4ml溶劑1，3，5-三氯苯中制成溶液，向該C60溶液中加入3ml三氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使C60溶液和三氯甲烷混合均勻，在溫度為30℃的條件下，控制真空度和溶劑揮發(fā)速度可使C60在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的方形片晶。

實(shí)施例9

通過(guò)超聲波分散將0.002克C60溶于2ml四氯化碳與2ml氯苯的混合溶劑中制成溶液，向該C60溶液中加入3ml三氯甲烷,再通過(guò)超聲波分散使C60溶液和三氯甲烷混合均勻，在溫度為25℃的條件下，控制真空度和溶劑揮發(fā)速度可使C60在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的方形片晶。

實(shí)施例10

通過(guò)超聲波分散將0.003克C60溶于5ml溶劑四氯化碳中制成溶液，向該C60溶液中加入1ml二氯甲烷與2ml三氯甲烷的混合溶劑,再通過(guò)超聲波分散使C60溶液和混合溶劑混合均勻，在溫度為28℃的條件下，控制溶劑揮發(fā)速度可使C60在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的方形C60片晶。

實(shí)施例11

通過(guò)超聲波分散將0.001克C60和0.002克溶于5ml溶劑四氯化碳中制成溶液，向該C60溶液中加入1ml二氯甲烷與2ml三氯甲烷的混合溶劑,再通過(guò)超聲波分散使C60溶液和混合溶劑混合均勻，在溫度為23℃的條件下，控制溶劑揮發(fā)速度可使C60在溶劑揮發(fā)過(guò)程中組裝為微納米級(jí)邊長(zhǎng)的方形C60片晶。