本發明涉及富勒烯碳納米材料領域，特別是C60等富勒烯方形片晶的制備方法。

背景技術：

本發明所用的C60、C70等富勒烯是碳元素的一種同分異構體，其獨特的零維結構使之表現出很多特性，比如C60具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道、非線性光學效應效應，摻雜堿金屬后有超導性，毒性低且能抑制細菌增殖并使HIV病毒失活，還可發生鹵化、氯化等多種化學反應。獨特的性能使C60等富勒烯在超導體、非線性光學材料、醫藥治療、顯示器、傳感器、光伏材料和微反應器等諸多領域有很大的應用前景。

C60等富勒烯的獨特結構和性能引起了科學家對其進行一維和二維超分子結構設計的極大興趣。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構，研究表明C60納米晶須和納米管有較高的強度，可被用作場效應晶體管、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、菱形等二維結構。但是在迄今為止有關C60等富勒烯研究的文獻中，尚未見到關于富勒烯二維方形片晶的發現報道以及關于其制備方法的報道。

技術實現要素：

本發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。

本發明的目的是通過如下原理實現的：通過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、真空度和溶劑揮發速度等實驗參數可在溶劑揮發過程中使富勒烯組裝為方形片晶。

本發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過程中在分子間力的作用下逐漸富集并有序組裝實現的，所得到的富勒烯方形片晶的尺寸較均勻。

本發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。

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

本發明中，富勒烯的濃度、溶劑揮發速度和溫度等都會影響富勒烯方形片晶的數量和尺寸，制備方法簡單易行。

具體實施方式

本發明用下列實施例來說明本發明的特征，但本發明的保護范圍并非限于下列實施例。

實施例1

通過超聲波分散將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，調節溶劑揮發速度可使C60在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的方形C60片晶。

實施例2

通過超聲波分散將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，控制溶劑揮發速度可使C60在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的方形C60片晶。

實施例3

通過超聲波分散將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，控制溶劑揮發速度可使PC61BM在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的富勒烯方形片晶。

實施例4

通過超聲波分散將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，控制溶劑揮發速度可使PC61BM在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的富勒烯方形片晶。

實施例5

通過超聲波分散將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速度可使PC61BM在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的富勒烯方形片晶。

實施例6

通過超聲波分散將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速度可使C70在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的方形片晶。

實施例7

通過超聲波分散將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速度可使PC71BM在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的方形片晶。

實施例8

通過超聲波分散將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速度可使C60在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的方形片晶。

實施例9

通過超聲波分散將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速度可使C60在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的方形片晶。

實施例9

通過超聲波分散將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速度可使C60在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的方形片晶。

實施例10

通過超聲波分散將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，控制溶劑揮發速度可使C60在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的方形C60片晶。

實施例11

通過超聲波分散將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，控制溶劑揮發速度可使C60在溶劑揮發過程中組裝為微納米級邊長的方形C60片晶。