一种利用煤或石墨燃烧法大规模生产富勒烯的方法

摘要

本发明提供了一种利用煤或石墨燃烧法大规模生产富勒烯的方法，包括以下步骤：(a)将煤或石墨处理成供燃烧的细粉，均匀可控地注入到燃烧室，燃烧室的温度控制在1700℃-2200℃，同时通入氧气，碳氧摩尔比为0.8-1.2，在燃烧室直接燃烧煤或石墨粉得到含有富勒烯的碳灰；(b)煤或石墨燃烧得到的炭灰中有许多不同组分，没有充分燃烧的较重组分回收再次燃烧利用；含有富勒烯的较轻灰分及燃烧时所产生的气体经过冷却，温度从燃烧室的1700℃-2200℃降低到400℃-500℃；(c)收集降低温度后的含富勒烯炭灰与气体，排出气体，收集含富勒烯的炭灰；(d)含富勒烯的碳灰经分离提纯得到富勒烯产品。本发明工艺路线简单、排污量小、可操作性强、成本低、附加值高，可应用于大规模的工业化生产。

主权项

一种利用煤或石墨燃烧法大规模生产富勒烯的方法，其特征在于包括以下步骤：(a)将煤或石墨处理成供燃烧的细粉，均匀可控地注入到燃烧室，燃烧室的温度控制在1700℃‑2200℃，同时通入氧气，碳氧摩尔比为0.8‑1.2，在燃烧室直接燃烧煤或石墨粉得到含富勒烯的炭灰；(b)煤或石墨燃烧得到的含富勒烯的炭灰中有许多不同组分，没有充分燃烧的较重组分回收再次燃烧利用；含有富勒烯的较轻灰分及燃烧时所产生的气体经过冷却，温度从燃烧室的1700℃‑2200℃降低到400℃‑500℃；(c)收集降低温度后的含富勒烯的炭灰与气体，排出气体，收集含富勒烯的炭灰；(d)含富勒烯的炭灰经分离提纯得到富勒烯产品，其中：步骤(a)中，将煤或石墨处理成供燃烧的细粉的方法为先粉碎再脱气，均匀可控地连续注入到燃烧室是通过螺旋进料器完成的；步骤(b)中，所述冷却通过旋风冷却器完成；步骤(c)的具体操作方法为：降低温度后的含富勒烯的炭灰与气体最终被引入到富勒烯收集室，收集室中具有过滤器，气体通过过滤器被抽走，而含富勒烯的粉尘落在过滤器外面，通过惰性气体反吹装置不断将附着在过滤器外面的含富勒烯的炭灰震落，收集落下的含富勒烯的炭灰，所述过滤器为多孔陶瓷过滤器，所述惰性气体反吹装置为高压氮气脉冲反吹装置，震落的含富勒烯的炭灰被收集室下方的收集罐储存起来，收集罐与收集室之间以球阀相连，能够在不破环整个体系的真空环境条件下进行独立更换；步骤(d)中，分离提纯的操作方法为：含富勒烯的炭灰经甲苯萃取，采用色谱法进行分离提纯即可得到最终的富勒烯产品。