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JPH05116922A - Method and device for refining fullerenes - Google Patents

Method and device for refining fullerenes

Info

Publication number
JPH05116922A
JPH05116922A JP3284671A JP28467191A JPH05116922A JP H05116922 A JPH05116922 A JP H05116922A JP 3284671 A JP3284671 A JP 3284671A JP 28467191 A JP28467191 A JP 28467191A JP H05116922 A JPH05116922 A JP H05116922A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fullerenes
fullerene
belt
sublimation
purifying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3284671A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3134414B2 (en
Inventor
Naoki Hatta
直樹 八田
Katsuhide Murata
勝英 村田
Takahiro Irie
隆博 入江
Masabumi Matsumoto
正文 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP03284671A priority Critical patent/JP3134414B2/en
Publication of JPH05116922A publication Critical patent/JPH05116922A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3134414B2 publication Critical patent/JP3134414B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To continuously separate and refine a mixture of fullerenes in bulk and to separately recover C60, C70, C76, C78, C84, C90, C96, etc. CONSTITUTION:Belts 22 endlessly rotated by hot rollers 23 and cold rollers 24, and heated and cooled, are provided in a chamber 20 in multiple stages, a heater 21 (or heat exchanger) is installed at the lowermost stage, and a cooled belt 22 is arranged at the uppermost stage. The heating temps. T1, T2,... of the respective stages are successively decreased toward the downstream side. As a result, the fullerenes having higher sublimation point are collected by the belts 22 at the lower stage, scraped by a blades 25 and introduced into storage chambers 27.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はフラーレン類の精製方法
及び装置に係り、特にC60,C70等を高純度で分離する
ことができるフラーレン類の精製方法及び装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for purifying fullerenes, and more particularly to a method and apparatus for purifying fullerenes capable of separating C 60 , C 70 and the like with high purity.

【0002】[0002]

【従来の技術】フラーレン類はC60,C70,C76
78,C84,C90,C96などの高炭素数の閉殻炭素同素
体である。C60は切頭正20面体のサッカーボール様の
格子構造を有したものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Fullerenes are C 60 , C 70 , C 76 ,
It is a high carbon number closed shell carbon allotrope such as C 78 , C 84 , C 90 and C 96 . C 60 has a truncated icosahedron soccer ball-like lattice structure.

【0003】従来のフラーレン類の製造装置は、反応室
内に黒鉛ベースの陰極と黒鉛棒よりなる陽極とが設置さ
れ、He約100Torrの雰囲気中でアーク放電させ
ると、陽極から蒸発した炭素がHeでクウェンチされ、
60などフラーレン類を含んだすす(煤)が生成され
る。このすすは水冷回収板の表面に付着して捕集され
る。
In a conventional apparatus for producing fullerenes, a graphite-based cathode and an anode made of a graphite rod are installed in a reaction chamber, and when arc discharge is performed in an atmosphere of He of about 100 Torr, carbon evaporated from the anode is He. Quenched,
Soot (soot) containing fullerenes such as C 60 is produced. This soot adheres to the surface of the water-cooled recovery plate and is collected.

【0004】この捕集された反応生成物は、ソックスレ
ー抽出器等で抽出後、液体クロマトグラフィーなどの分
離法によってC60,C70などに分離される。
The collected reaction product is extracted with a Soxhlet extractor or the like and then separated into C 60 , C 70 and the like by a separation method such as liquid chromatography.

【0005】また、J.Phys.Chem.95
(8),2994(1991)にはフラーレンC60及び
70の加熱昇華における物性データが示されている。
In addition, J. Phys. Chem.95
Fullerene C in (8), 2994 (1991)60as well as
C70The physical property data in the heating sublimation of the are shown.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとうする課題】液体クロマトグラフ
ィーによる同素体の分離方法では、処理速度がきわめて
遅く、大量生産には不向きであり、また、自動化しよう
とすると装置がきわめて高価であるという問題があっ
た。
The method for separating allotropes by liquid chromatography has a problem that the processing speed is extremely slow, it is not suitable for mass production, and the apparatus is extremely expensive when it is attempted to be automated. ..

【0007】また、従来の昇華分離方法は、昇華分離を
単段で行なうものであるため、同素体同志の分画が不十
分であり、高純度の分離ができないという問題があっ
た。
Further, in the conventional sublimation separation method, since sublimation separation is carried out in a single stage, there is a problem that the allotrope is not sufficiently fractionated and high-purity separation cannot be performed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1のフラーレン類
の精製方法は、フラーレン粗原料を加熱してフラーレン
類を気化させ、このフラーレン類の蒸気を低温の捕集部
材上に析出させる1次精製工程と、この捕集部材上のフ
ラーレン類を加熱して発生したフラーレン類の蒸気を別
の捕集部材に析出させる高次精製工程と、を有するフラ
ーレン類の精製方法であって、該高次精製工程のフラー
レン類の加熱温度を1次精製工程よりも低くし、昇華温
度の異なるフラーレンを分離するようにしたことを特徴
とするものである。
A method for purifying fullerenes according to claim 1 is a method of heating a crude fullerene raw material to vaporize the fullerenes and depositing vapors of the fullerenes on a low temperature collecting member. A purification method for fullerenes, comprising: a purification step; and a higher-order purification step in which steam of the fullerenes generated by heating the fullerenes on the collection member is deposited on another collection member. The heating temperature of the fullerenes in the subsequent purification step is lower than that in the primary purification step, and fullerenes having different sublimation temperatures are separated.

【0009】請求項2のフラーレン類の精製方法は、請
求項1のフラーレン類の精製方法及び装置において、前
記高次精製工程を複数回行なうと共に、該高次精製工程
におけるフラーレン類の加熱温度を後工程ほど低くし、
昇華温度の異なる多数種類のフラーレンを分離しうるよ
うにしたことを特徴とするものである。
A method for purifying fullerenes according to a second aspect is the method and apparatus for purifying fullerenes according to the first aspect, wherein the higher-order purification step is performed a plurality of times and the heating temperature of the fullerenes in the higher-order purification step is changed. The lower the process, the lower
It is characterized in that a large number of fullerenes having different sublimation temperatures can be separated.

【0010】請求項3のフラーレン類の精製装置は、フ
ラーレン粗原料を加熱してフラーレン類を気化させる第
1のヒータと、該第1のヒータからの気化ガスと接触さ
れ、表面にフラーレン類が析出されるベルト、該ベルト
を無端回動させるように配置された複数個のローラ、一
部のローラに設けられたベルト加熱器、他のローラに設
けられたベルト冷却器及び該ベルトから析出物を剥がし
取る手段を備えてなるフラーレン昇華装置と、該昇華装
置からの気化ガスを冷却して析出させる捕集部材と、を
備えてなり、前記フラーレン昇華装置のベルト加熱器の
加熱温度は、前記ヒータの加熱温度よりも低いことを特
徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the apparatus for purifying fullerenes, the first fullerene raw material is heated to vaporize the fullerene and the first heater is contacted with vaporized gas from the first heater to form fullerene on the surface. A belt to be deposited, a plurality of rollers arranged to rotate the belt endlessly, a belt heater provided on some rollers, a belt cooler provided on other rollers, and deposits from the belt A fullerene sublimation device provided with a means for peeling off, and a collection member for cooling and precipitating vaporized gas from the sublimation device, and the heating temperature of the belt heater of the fullerene sublimation device, It is characterized by being lower than the heating temperature of the heater.

【0011】請求項4のフラーレン類の精製装置は、請
求項3のフラーレン類の精製装置において、前記フラー
レン昇華装置は複数個、気化ガスが順次に供給されるよ
うに直列接続されて設けられており、これらのフラーレ
ン昇華装置のベルト加熱器は、ガス流通方向下流側ほど
加熱温度が低いことを特徴とするものである。
The fullerene purifying apparatus according to claim 4 is the fullerene purifying apparatus according to claim 3, wherein the plurality of fullerene sublimation devices are connected in series so that vaporized gas is sequentially supplied. The belt heaters of these fullerene sublimation devices are characterized by a lower heating temperature toward the downstream side in the gas flow direction.

【0012】[0012]

【作用】請求項1のフラーレン類の精製方法及び請求項
3のフラーレン類の精製装置においては、フラーレン類
が多段にわたって昇華分離処理を受けるため、同素体同
志を高純度にて分離できる。
In the method for purifying fullerenes according to claim 1 and the apparatus for purifying fullerenes according to claim 3, since the fullerenes undergo sublimation separation treatment in multiple stages, allotropes can be separated with high purity.

【0013】なお、請求項3のフラーレン類の精製装置
においては、ベルトのうちベルト冷却器で冷却された部
分に気中のフラーレン類が付着する。ベルト加熱器でベ
ルトが加熱されると、この付着したフラーレン類が加熱
され、その中の低昇華点成分が気化する。
In the apparatus for purifying fullerenes according to claim 3, the fullerenes in the air adhere to the portion of the belt cooled by the belt cooler. When the belt is heated by the belt heater, the attached fullerenes are heated, and the low sublimation point component therein is vaporized.

【0014】請求項2のフラーレン類の精製方法及び請
求項4のフラーレン類の精製装置においては、フラーレ
ン類の昇華分離が少なくとも3段以上にわたって行なわ
れるため、多数種類のフラーレン同素体を高純度で分離
できる。
In the method for purifying fullerenes according to claim 2 and the apparatus for purifying fullerenes according to claim 4, since sublimation separation of fullerenes is carried out in at least three stages or more, a large number of fullerene allotropes are separated with high purity. it can.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照して実施例について説明す
る。第1図は回分式のフラーレン類の精製装置を示す系
統図であり、多数(n個)の昇華ユニット1、2、…n
が設置されている。各昇華ユニット1、2、…nは、そ
れぞれ、チャンバ11、該チャンバ11内に設けられた
加熱テーブル12及び冷却器13を備えている。加熱テ
ーブル12にはヒータ又は熱交換器14が設けられ、該
テーブル12上に載せられたフラーレン類を加熱しうる
よう構成されている。15は高次の昇華ユニットへのフ
ラーレン類の移送用の配管、16は低次の昇華ユニット
へのフラーレン類の帰還用の配管、17は精製物の取出
用の配管、18は不活性ガス循環ライン、19は該ライ
ン18の途中に設けられたフィルタ、120は排気ガス
ライン、121は排気ポンプ(オイルフリーサーキュレ
ータ)、122は新規ガス補給ラインである。
EXAMPLES Examples will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram showing a batch type fullerene refining apparatus, and a large number (n units) of sublimation units 1, 2, ...
Is installed. Each of the sublimation units 1, 2, ... N includes a chamber 11, a heating table 12 and a cooler 13 provided in the chamber 11. The heating table 12 is provided with a heater or a heat exchanger 14, and is configured to heat the fullerenes placed on the table 12. 15 is a pipe for transferring fullerenes to a higher-order sublimation unit, 16 is a pipe for returning fullerenes to a lower-order sublimation unit, 17 is a pipe for taking out purified products, and 18 is an inert gas circulation A line, 19 is a filter provided in the middle of the line 18, 120 is an exhaust gas line, 121 is an exhaust pump (oil-free circulator), and 122 is a new gas supply line.

【0016】不活性ガスとしてHe,Ar,N2 等のい
ずれかを用いる。チャンバ11内は常圧もしくは一定の
減圧下に保つ。
He, Ar, N 2 or the like is used as the inert gas. The inside of the chamber 11 is maintained under normal pressure or a constant reduced pressure.

【0017】第1段の昇華ユニット1の加熱テーブル1
2上にフラーレン粗原料を導入し、加熱する。これによ
り、この加熱温度における固−気平衡に従って、昇華点
の低いフラーレンほど多く蒸発する。発生した蒸気は、
チャンバ上部の冷却器で冷却されて固化し、微細粒子と
なる。これを第2段の昇華ユニットの加熱テーブル12
上に導入し、再度蒸発させる。蒸発しなかった分(第1
段精製物)は第1段加熱部に全て戻すか、または一部分
を配管17から系外に取出す。以下、第2段から最終段
の昇華ユニット2〜nまで同様に操作する。各段加熱テ
ーブル12の加熱温度は、第1段から最終段に至るに従
い、次第に低温になるよう設定されている。これによ
り、各段精製物は、分析し、昇華温度が異なるC60〜C
96等のそれぞれを最も多く含む精製物となる。各段は、
それぞれ、減圧したり加熱及び/又は冷却部温度を変え
たりすることで最適化できる。段数nは、一般に多い方
が各成分の純度が上がる。
The heating table 1 of the first sublimation unit 1
The fullerene raw material is introduced on top of 2 and heated. As a result, according to the solid-gas equilibrium at this heating temperature, more fullerenes with lower sublimation points are evaporated. The generated steam is
It is cooled by the cooler in the upper part of the chamber and solidifies to become fine particles. This is the heating table 12 of the second sublimation unit.
Introduce on top and evaporate again. Not evaporated (first
All the (stage refined product) is returned to the first stage heating section, or a part thereof is taken out of the system through the pipe 17. Hereinafter, the same operation is performed from the second stage to the final stage sublimation units 2 to n. The heating temperature of each stage heating table 12 is set to gradually decrease from the first stage to the final stage. As a result, the purified products at each stage are analyzed and the C 60 to C at different sublimation temperatures are analyzed.
It is a purified product containing most of each of 96 and the like. Each stage is
Each can be optimized by reducing the pressure and changing the heating and / or cooling part temperature. Generally, the larger the number of stages n, the higher the purity of each component.

【0018】第2図は本発明の実施例に係る連続式精製
装置の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a continuous refining apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0019】チャンバ20内は下から上に向って順にN
1 、N2 、N3 、…の多数(n個)の分離ゾーンに分画
されている。第1段(最下段)の分離ゾーンN1 にはフ
ラーレン類の加熱器(ヒータ又は熱交換器)21が設置
されている。
The inside of the chamber 20 is N in order from the bottom to the top.
It is divided into a large number (n pieces) of separation zones of 1 , N 2 , N 3 , .... A heater (heater or heat exchanger) 21 for fullerenes is installed in the first (lowermost) separation zone N 1 .

【0020】第2段から第(n−1)段の分離ゾーンN
2 、N3 …Nn-1 には、ベルト22、該ベルト22を無
端回動させるためのホットローラ23及びコールドロー
ラ24、該ベルト22から付着物を剥ぎ取るためのブレ
ード25が設けられている。ホットローラ23はヒータ
又は熱交換器を備えており、コールドローラ24は冷却
器を備えている。
Second to (n-1) th separation zones N
2 , N 3 ... N n-1 are provided with a belt 22, a hot roller 23 and a cold roller 24 for rotating the belt 22 endlessly, and a blade 25 for peeling off adhered matters from the belt 22. There is. The hot roller 23 has a heater or a heat exchanger, and the cold roller 24 has a cooler.

【0021】最上段(最終段)の分離ゾーンNn には、
ベルト22と、該ベルト22を冷却しながら無端回動さ
せるコールドローラ24と、該ベルト22から付着物を
剥ぎ取るブレード25が設けられている。
In the uppermost (final) separation zone N n ,
A belt 22, a cold roller 24 for endlessly rotating the belt 22 while cooling the belt 22, and a blade 25 for stripping off adhered matters from the belt 22 are provided.

【0022】第1段〜第(n−1)段の分離ゾーンN
1 、N2、…Nn-1 には、上段側の分離ゾーンN2 、N3
、…Nn から落下してきた固形物を貯蔵するための貯
蔵室27が設けられている。貯蔵室27への導入口はダ
ンパ29によって開閉可能とされている。前記ブレード
25の下側に連なるようにして、固形落下物のガイド板
30が設けられている。この貯蔵室27内の固形物は蓋
付きの取出口31から取り出し可能とされている。
First to (n-1) th separation zones N
1 , N 2 , ... N n-1 have upper separation zones N 2 , N 3
A storage chamber 27 for storing the solid matter that has fallen from N n is provided. The inlet to the storage chamber 27 can be opened and closed by a damper 29. A guide plate 30 for solid falling objects is provided so as to be continuous with the lower side of the blade 25. The solid matter in the storage chamber 27 can be taken out from a take-out port 31 with a lid.

【0023】各分離ゾーンN1 、N2 、…Nn の間に
は、ガスの短絡的な流れを阻止するための絞り32が設
けられている。
A throttle 32 for preventing a short-circuit flow of gas is provided between the separation zones N 1 , N 2 , ... N n .

【0024】第1段の分離ゾーンN1 には、粗原料の投
入用及び固形残渣取出用の開口33が設けられている。
最終段の分離ゾーンNn と第1段の分離ゾーンとの間に
He、Ar等の希ガスの循環ライン34が設けられ、こ
の途中にフィルタ35とオイルフリーサーキュレータ3
6と、排気ガスライン37と、希ガス補給ライン38と
が設けられている。
The first-stage separation zone N 1 is provided with openings 33 for charging a raw material and for extracting a solid residue.
A circulation line 34 for a rare gas such as He or Ar is provided between the final separation zone N n and the first separation zone, and a filter 35 and an oil-free circulator 3 are provided on the way.
6, an exhaust gas line 37, and a rare gas supply line 38 are provided.

【0025】各分離ゾーンN1 、N2 、…Nn-1 の加熱
温度をT1 、T2 、…Tn-1 としたときに、後段側の分
離ゾーンほど加熱温度が低くなるように加熱器21及び
各ホットローラ23の温度が設定されている。
When the heating temperature of each separation zone N 1 , N 2 , ... N n-1 is set to T 1 , T 2 , ... T n-1 , the heating temperature becomes lower in the separation zone on the subsequent stage side. The temperature of the heater 21 and each hot roller 23 is set.

【0026】このように構成されたフラーレン類の精製
装置において、第1段の分離ゾーンN1 内にフラーレン
類の粗原料を装填し、加熱器21で加熱する。粗原料中
に含まれるフラーレン類は蒸発し、第2段の分離ゾーン
2 に入り、コールドローラ24で冷却されたベルト2
2の表面に析出する。このベルト22の回動に伴って、
付着したフラーレン類がホットローラ23で加熱され、
低昇華点のフラーレン類が蒸発し、第3段目の分離ゾー
ンN3に導入される。高昇華点のフラーレン類はそのま
まベルト22に残留し、ブレート25で剥ぎ取られる。
剥ぎ取られたフラーレン類は、ガイド板30に沿って落
下し、最下段の貯蔵室27内に導入され、貯蔵される。
In the apparatus for purifying fullerenes thus configured, the raw material for fullerenes is charged in the separation zone N 1 of the first stage and heated by the heater 21. The fullerenes contained in the raw material are evaporated, enter the separation zone N 2 of the second stage, and are cooled by the cold roller 24.
2 is deposited on the surface. With the rotation of the belt 22,
The attached fullerenes are heated by the hot roller 23,
Fullerenes with a low sublimation point are evaporated and introduced into the third separation zone N 3 . Fullerenes having a high sublimation point remain on the belt 22 as they are and are peeled off by the plate 25.
The stripped fullerenes fall along the guide plate 30 and are introduced and stored in the lowermost storage chamber 27.

【0027】第2段の分離ゾーンN2 のベルト22から
蒸発されたフラーレン類は、第3段の分離ゾーンN3
導入され、そのベルト22に付着し、その中の低昇華点
のフラーレン類が第3段の分離ゾーンN3 からさらに上
段の分離ゾーンに送り出され、昇華しなかったフラーレ
ン類はブレード25で剥ぎ取られ、下から2番目の貯蔵
室に貯蔵される。
The fullerenes evaporated from the belt 22 in the second-stage separation zone N 2 are introduced into the third-stage separation zone N 3 and adhered to the belt 22, and the fullerenes having a low sublimation point therein. Is sent from the third separation zone N 3 to the upper separation zone, and the fullerene that has not sublimated is stripped off by the blade 25 and stored in the second storage chamber from the bottom.

【0028】このようにして、各分離ゾーンN1 、N2
…Nn において析出、蒸発がくり返され、最も低昇華点
のフラーレンが最上段の分離ゾーンNn のベルト22に
付着し、最も上側の貯蔵室27内に貯蔵される。
In this way, each separation zone N 1 , N 2
The precipitation and evaporation are repeated in N n , the fullerene having the lowest sublimation point adheres to the belt 22 in the uppermost separation zone N n , and is stored in the uppermost storage chamber 27.

【0029】このようにして、昇華点ごとに分離された
フラーレンが各貯蔵室27に貯蔵され、各貯蔵室27の
取出口31から取り出される。
In this way, the fullerenes separated for each sublimation point are stored in each storage chamber 27 and taken out from the outlet 31 of each storage chamber 27.

【0030】このフラーレン類の精製装置を稼働させる
場合、次のバッチ処理及び連続処理のいずれも行な
える。
When the purifying device for fullerenes is put into operation, both the following batch processing and continuous processing can be carried out.

【0031】バッチ処理 フラーレン類の粗原料をまとめて第1段の分離室N1
投入し、投入物のすべての分離が終了した後、必要に応
じ第1段分離室から固形残渣を取り出し、次バッチの粗
原料を第1段の分離室N1 に投入する。
Batch treatment Crude raw materials of fullerenes were put together into the first-stage separation chamber N 1, and after the separation of all of the input materials was completed, the solid residue was taken out from the first-stage separation chamber, if necessary, The crude material of the next batch is put into the separation chamber N 1 of the first stage.

【0032】このバッチ処理の場合、分離操作の初期に
は、導入口を全閉するようにダンパ29を倒しておき、
上段側のベルト22から剥ぎ取られて落下してきた固形
フラーレン類を全量、下段側に戻しても良い。そして、
分離操作を開始してからある程度時間が経過し、各フラ
ーレンが十分に単離された後、ダンパ29を開け、落下
物を貯蔵室27内に導入するようにしても良い。
In the case of this batch processing, at the beginning of the separating operation, the damper 29 is tilted down so that the inlet is fully closed.
All the solid fullerenes that have been peeled off from the belt 22 on the upper stage and dropped may be returned to the lower stage. And
After a certain amount of time has passed since the separation operation was started and each fullerene was sufficiently isolated, the damper 29 may be opened to introduce the fallen objects into the storage chamber 27.

【0033】また、ダンパ29を最初から少し開け、落
下物の一部を貯蔵室27内に取り込むようにしても良
い。もちろん、ダンパ29を最初から全開にしておいて
も良い。
Alternatively, the damper 29 may be opened a little from the beginning so that a part of the falling object is taken into the storage chamber 27. Of course, the damper 29 may be fully opened from the beginning.

【0034】連続処理 装置を連続的に稼働させておき、開口33から粗原料を
連続的又は間欠的に投入し、各貯蔵室27からフラーレ
ン類を連続的又は間欠的に取り出す。第1段の分離ゾー
ンN1 から残渣を連続的又は間欠的に取り出す。
Continuous Treatment The device is continuously operated, the raw material is continuously or intermittently charged through the opening 33, and the fullerenes are continuously or intermittently taken out from each storage chamber 27. The residue is continuously or intermittently taken out from the first-stage separation zone N 1 .

【0035】この場合も、ダンパ29は全開にしておい
ても、また少し開いておいても良い。
Also in this case, the damper 29 may be fully opened or may be slightly opened.

【0036】以下、具体的な作動例及び比較例について
説明する。
Specific working examples and comparative examples will be described below.

【0037】(本発明例)上記第2図の装置を用い、粗
原料の分離を行なった。
(Inventive Example) The raw material was separated using the apparatus shown in FIG.

【0038】チャンバ20内の内圧を1気圧、段数を5
段(n=5)、加熱温度T1 、T2、T3 、T4 を下段
からそれぞれ、750K、735K、725K、および
710Kに、また全ての冷却器温度を常温に設定した。
The internal pressure in the chamber 20 is 1 atm and the number of stages is 5
Stages (n = 5), heating temperatures T 1 , T 2 , T 3 and T 4 were set to 750K, 735K, 725K and 710K respectively from the lower stage, and all cooler temperatures were set to room temperature.

【0039】粗原料としてあらかじめ200℃で24時
間Ar中で熱処理したC60/C70=4/1混合物を第1
段の分離ゾーンN1に連続的に投入した。その結果、最
下段不揮発物(残渣)として不純物高次フラーレンが、
また第1〜第4の貯蔵室27には、それぞれC70:90
%、C70:98%、C60:95%、C60:98%が定常
状態で得られた。定常状態に至る時間は15分程度であ
り、連続的運転が可能であった。
As a raw material, a C 60 / C 70 = 4/1 mixture which was previously heat-treated in Ar at 200 ° C. for 24 hours was used as a first raw material.
It was continuously charged into the separation zone N 1 of the stage. As a result, impurities higher-order fullerenes as the lowermost non-volatile matter (residue),
In addition, in the first to fourth storage chambers 27, C 70 : 90
%, C 70 : 98%, C 60 : 95%, C 60 : 98% were obtained in the steady state. It took about 15 minutes to reach a steady state, and continuous operation was possible.

【0040】(比較例)第1段目の分離ゾーンN1 のみ
を用いて、単段の昇華分離を加熱部温度720Kで行な
ったところ、不揮発分はC70:71%、精製物はC60
93%程度であり、十分な分離はできなかった。
Comparative Example A single-stage sublimation separation was carried out at a heating section temperature of 720 K using only the first-stage separation zone N 1. The nonvolatile content was C 70 : 71% and the purified product was C 60. :
It was about 93%, and sufficient separation was not possible.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の通り、本発明のフラーレン類の精
製方法及び装置によると、フラーレン類を大量かつ高純
度にて分離、精製できる。特に、請求項2、4の方法及
び装置によると、3段以上の多段分離により、C60、C
70以外のフラーレンをも精度よく分離できる。
As described above, according to the method and apparatus for purifying fullerenes of the present invention, fullerenes can be separated and purified in a large amount and with high purity. Particularly, according to the method and the apparatus of claims 2 and 4, C 60 , C
Can separate fullerenes other than 70 with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例装置の系統図である。FIG. 1 is a system diagram of an apparatus according to an embodiment.

【図2】別の実施例装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of another example device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3、…n 分離ユニット 11 チャンバ 12 加熱テーブル 14 ヒータ又は熱交換器 20 チャンバ 21 加熱器 22 ベルト 23 ホットローラ 24 コールドローラ 25 ブレード 27 貯蔵室 29 ダンパ 1, 2, 3, ... N Separation unit 11 Chamber 12 Heating table 14 Heater or heat exchanger 20 Chamber 21 Heater 22 Belt 23 Hot roller 24 Cold roller 25 Blade 27 Storage chamber 29 Damper

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 正文 千葉県市原市八幡海岸通1番地 三井造船 株式会社千葉事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masafumi Matsumoto 1st Hachiman Kaigan Dori, Ichihara City, Chiba Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Chiba Works

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フラーレン粗原料を加熱してフラーレン
類を気化させ、このフラーレン類の蒸気を低温の捕集部
材上に析出させる1次精製工程と、 この捕集部材上のフラーレン類を加熱して発生したフラ
ーレン類の蒸気を別の捕集部材に析出させる高次精製工
程と、を有するフラーレン類の精製方法であって、 該高次精製工程のフラーレン類の加熱温度を1次精製工
程よりも低くし、昇華温度の異なるフラーレンを分離す
るようにしたことを特徴とするフラーレン類の精製方
法。
1. A primary purification step of heating a fullerene raw material to vaporize fullerenes and deposit vapor of the fullerenes on a low temperature collecting member, and heating the fullerenes on the collecting member. A method for purifying fullerenes, comprising: a higher-purification step in which vapor of fullerenes generated by the above is deposited on another collection member, wherein the heating temperature of the fullerenes in the higher-purification step is higher than that in the first purification step. A method for purifying fullerenes, characterized in that fullerene having different sublimation temperatures is separated.
【請求項2】 請求項1のフラーレン類の精製方法及び
装置において、前記高次精製工程を複数回行なうと共
に、該高次精製工程におけるフラーレン類の加熱温度を
後工程ほど低くし、昇華温度の異なる多数種類のフラー
レンを分離しうるようにしたことを特徴とするフラーレ
ン類の精製方法。
2. The method and apparatus for purifying fullerenes according to claim 1, wherein the higher-order purification step is performed a plurality of times, and the heating temperature of the fullerene in the higher-order purification step is lowered in the subsequent steps so that A method for purifying fullerenes, characterized in that a large number of different fullerenes can be separated.
【請求項3】 フラーレン粗原料を加熱してフラーレン
類を気化させる第1のヒータと、 該第1のヒータからの気化ガスと接触され、表面にフラ
ーレン類が析出されるベルト、該ベルトを無端回動させ
るように配置された複数個のローラ、一部のローラに設
けられたベルト加熱器、他のローラに設けられたベルト
冷却器及び該ベルトから析出物を剥がし取る手段を備え
てなるフラーレン昇華装置と、 該昇華装置からの気化ガスを冷却して析出させる捕集部
材と、を備えてなり、 前記フラーレン昇華装置のベルト加熱器の加熱温度は、
前記ヒータの加熱温度よりも低いことを特徴とするフラ
ーレン類の精製装置。
3. A first heater that heats a fullerene raw material to vaporize fullerenes, a belt that is brought into contact with vaporized gas from the first heater and deposits fullerenes on the surface, and the belt is endless. Fullerene comprising a plurality of rollers arranged to rotate, a belt heater provided on a part of the rollers, a belt cooler provided on another roller, and a means for peeling the deposits from the belt. A sublimation device; and a collection member for cooling and precipitating vaporized gas from the sublimation device. The heating temperature of the belt heater of the fullerene sublimation device is
A device for purifying fullerenes, which is lower than the heating temperature of the heater.
【請求項4】 請求項3のフラーレン類の精製装置にお
いて、前記フラーレン昇華装置は複数個、気化ガスが順
次に供給されるように直列接続されて設けられており、
これらのフラーレン昇華装置のベルト加熱器は、ガス流
通方向下流側ほど加熱温度が低いことを特徴とするフラ
ーレン類の精製装置。
4. The fullerene purifying apparatus according to claim 3, wherein a plurality of the fullerene sublimation devices are connected in series so that vaporized gas is sequentially supplied,
The belt heater of these fullerene sublimation devices is a device for purifying fullerenes characterized in that the heating temperature is lower toward the downstream side in the gas flow direction.
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