[01720733]燃烧法批量制备富勒烯

1.课题来源与背景：富勒烯的研究经过多年积累，至今已经到了大发展的前夜。富勒烯的工业化应用必然要求大量的原料供应，美、日等国家占据科技先行之利，已经具备了富勒烯的原料工业化生产的技术储备。该项目针对国内富勒烯生产技术落后，产品量少价高的不利局面，在国家高技术研究发展计划(863计划)(2007AA03Z329)支持下，由西南科技大学彭汝芳教授负责，与中橡集团和中科院化学所合作，在国内首次自主开发出了一套100千克级芳烃燃烧法批量制备富勒烯的技术和装置，开展了工艺研究，建立了年产100Kg级燃烧法批量制备富勒烯的装置和生产工艺。2.技术原理及技术指标：(1)技术原理：该项目以芳烃类物质为原料，通过其在高温(1400-1900℃)、真空(绝对压力20-150mmHg)均匀、平稳的燃烧反应，反应后的含炭灰高温热烟气进入烟气冷却器，迅速降温终止可能发生的氧化反应，并使烟气降温到适于进入过滤器的温度，然后通过固气分离器收集冷却后的炭灰。炭灰经甲苯萃取、重结晶等富集、分离方法分离得到C60和C70。(2)技术指标：①炭灰收率可达原料碳的10﹪，富勒烯收率可达原料碳的0.5﹪；②所建立的装置可年产100kg富勒烯；③废气与废液的排放符合国家标准。3.技术的创造性与先进性：①在国内首次建立了一套100千克级芳烃燃烧法批量制备富勒烯的技术和装置，包括进料系统、燃烧反应系统、烟气冷却系统、过滤收集系统以及真空系统的技术和装置，该装置可连续稳定运行批量生产含富勒烯炭灰，炭灰收率可达原料碳的10﹪，富勒烯收率可达原料碳的5.0‰；②自行设计研制了先进的固、气分离装置，该固气分离装置包括一种带有锥形斗容器、设于容器侧壁上的进气管、在容器内设有隔板，隔板上装有金属网滤器，在金属网滤管上端对应设置密封室，在密封室上设有气体出管和反吹气入管，在反吹气入管上设有阀门，在锥形斗下端设有收集装置；③在国内首次建立100kg级重结晶法批量分离富勒烯的方法，实现了快速、低成本和安全环保的要求。