富勒烯作為一種具有多項優(yōu)異性能的新型納米碳材料，人們對它的未來有無限憧憬,。雖然受高成本和制備技術(shù)所限,，目前其應(yīng)用仍處在起步階段,，但可以預(yù)期的巨大市場容量仍促使各國對富勒烯的制備和應(yīng)用研發(fā)投入巨資,，力圖處于領(lǐng)先地位,，為今后占領(lǐng)市場做好準備,。發(fā)達國家無不將其納入國家研發(fā)戰(zhàn)略,，我國也將燃燒法批量制備富勒烯項目列入國家“863”計劃，而且首套試驗裝置今年已在中橡集團炭黑工業(yè)研究設(shè)計院建成點火,。
神奇的納米碳材料
富勒烯是繼金剛石和石墨之后,，近年來發(fā)現(xiàn)的碳的第三類同素異形體。Co是最常見的富勒烯分子,，在發(fā)現(xiàn)C,。之后，已相繼發(fā)現(xiàn)了眾多富勒烯分子,，其中有碳原子數(shù)高于60的富勒烯分子,，以及碳原子數(shù)多于100的大分子富勒烯，另外也發(fā)現(xiàn)了碳原子數(shù)低于60的小分子富勒烯,，現(xiàn)已形成較為完整,、頗為壯觀的富勒烯家族。
根據(jù)美國一家咨詢公司的調(diào)查,，雖然全球富勒烯的市場價值2006年僅為9200萬美元,，但今后會以年均70%的速度增長，2011年將達13億美元,，到2016年有可能超過47億美元,。為此，發(fā)達國家的政府正在投入大量資金,，支持和鼓勵富勒烯的制備和應(yīng)用研發(fā)工作,。
廣闊的應(yīng)用前景
富勒烯作為一種新型納米碳材料，在超導(dǎo)、磁性,、光學(xué),、催化材料及生物等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，有極為廣闊的應(yīng)用前景,。在功能高分子材料領(lǐng)域,，已有研究成果表明，將C√C70的混和物滲入發(fā)光高分子材料聚乙烯咔唑中,，得到的新型高分子光電導(dǎo)體在靜電復(fù)印,、靜電成像以及光探測等技術(shù)中可廣泛應(yīng)用。此外,，在炭黑中添加少量含有一定量的富勒烯煙炱,，可以降低膠料的滾動阻力。
催化劑是化工生產(chǎn)的重要原料,，將富勒烯與鉑,、鋨結(jié)合成配位化合物，有可能成為高效的催化劑,。目前科研人員正在對此進行研究,，并發(fā)現(xiàn)這種配位化合物在硅氫加成反應(yīng)中具有很高的催化活性,。
在生物及醫(yī)用材料領(lǐng)域,，富勒烯經(jīng)光激發(fā)后有很高的單線態(tài)氧的產(chǎn)率，可應(yīng)用于光化治療技術(shù),，用以控制甚至殺死癌細胞,；富勒烯的衍生物可防治艾滋病。此外,，將富勒烯作為固體火箭推進劑的添加劑,，其衍生物可以顯著提高炸 藥的性能。富勒烯’還可作為潤滑油添加劑,，添加少量富勒烯的潤滑油,，能顯著提高潤滑性能。
超導(dǎo)材料和光學(xué)材料也是富勒烯的重要應(yīng)用領(lǐng)域,。內(nèi)嵌堿金屬的富勒烯超導(dǎo)體是一類極具價值的新型超導(dǎo)材料,。富勒烯還具有良好的光學(xué)及非線性光學(xué)性能，可用于生產(chǎn)保護人眼免受強光損傷的光限制產(chǎn)品,，并在光計算,、光記憶、光信號處理及控制等方面有良好應(yīng)用前景,。
積極開發(fā)工業(yè)化技術(shù)
富勒烯的應(yīng)用前景廣闊,，但目前其實際應(yīng)用仍處在起步階段，還沒有真正成為商品進入市場，主要原因是目前還不能進行大量低成本的生產(chǎn),，價格昂貴直接影響到富勒烯的應(yīng)用和進一步開發(fā),。目前國際上對富勒烯的研發(fā)主要集中在開發(fā)使用低價原料、連續(xù),、大量,。(特別是工業(yè)化規(guī)模)生產(chǎn)富勒烯的技術(shù)和裝置。
目前已知有多種方法可以制備富勒烯,。例如,，在一定壓力和氦或氬的條件下，用電阻加熱高純碳使之蒸發(fā)成為氣態(tài)的電阻加熱法,；利用高純石墨電極進行直流或交流電弧放電,，使之蒸發(fā)的電弧法；在氬氣中用激光照射旋轉(zhuǎn)的高純石墨盤,，使碳蒸發(fā)的激光照射法,；以及嚴格控制苯等碳氫化合物和氧氣，使之不完全燃燒的燃燒法(亦稱火焰合成法)等,。直流電弧法是目前采用較多的方法,，其技術(shù)較簡單，但只能間歇生產(chǎn),，產(chǎn)能有限,，而且消耗大量電能和高價的高純石墨材料，富勒烯的制備成本較高,，價格比黃金還昂貴,；燃燒法可用比較廉價的含碳材料大量生產(chǎn)富勒烯，但其工藝和設(shè)備比較復(fù)雜,，技術(shù)難度大,，目前只有日本和美國能夠生產(chǎn)。我國誕生燃燒法試驗裝置
在我國,，一些科研機構(gòu)和高校在富勒烯制備和應(yīng)用研究方面已取得可喜成果,，其中一部分具有世界領(lǐng)先水平，但是在燃燒法制備富勒烯方面,，僅進行過實驗室的探索性試驗,。
為了實現(xiàn)富勒烯的產(chǎn)業(yè)化，在富勒烯制備和金屬富勒烯研究方面領(lǐng)先的中科院化學(xué)所,，在富勒烯衍生物和內(nèi)嵌富勒烯研究方面已經(jīng)取得成果的西南科技大學(xué),，與碳材料研究和工程能力較強的中橡集團炭黑工業(yè)研究設(shè)計院三家共同組成了產(chǎn)、學(xué),、研聯(lián)合體,，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢,，向科技部申報了燃燒法批量制備富勒烯項目，該項目已被納入2007年國家“863”計劃課題,。
其中,，炭黑院承擔(dān)了燃燒法制備富勒烯的技術(shù)開發(fā)和試驗裝置的開發(fā)設(shè)計和建設(shè)任務(wù)。經(jīng)過近一年的努力,，科研人員克服各種困難,，解決了多個技術(shù)難點，已在炭黑院生產(chǎn)基地建成國內(nèi)首套燃燒法制備試驗裝置,，并于2008年1月17日在試驗現(xiàn)場舉行了點火儀式,。該試驗裝置的投運，將為燃燒法制備富勒烯的自主創(chuàng)新開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供經(jīng)驗和設(shè)計數(shù)據(jù),，并為實現(xiàn)富勒烯在我國的大批量生產(chǎn)和應(yīng)用創(chuàng)造條件,。
神奇的納米碳材料
富勒烯是繼金剛石和石墨之后,，近年來發(fā)現(xiàn)的碳的第三類同素異形體。Co是最常見的富勒烯分子,，在發(fā)現(xiàn)C,。之后，已相繼發(fā)現(xiàn)了眾多富勒烯分子,，其中有碳原子數(shù)高于60的富勒烯分子,，以及碳原子數(shù)多于100的大分子富勒烯，另外也發(fā)現(xiàn)了碳原子數(shù)低于60的小分子富勒烯,，現(xiàn)已形成較為完整,、頗為壯觀的富勒烯家族。
根據(jù)美國一家咨詢公司的調(diào)查,，雖然全球富勒烯的市場價值2006年僅為9200萬美元,，但今后會以年均70%的速度增長，2011年將達13億美元,，到2016年有可能超過47億美元,。為此，發(fā)達國家的政府正在投入大量資金,，支持和鼓勵富勒烯的制備和應(yīng)用研發(fā)工作,。
廣闊的應(yīng)用前景
富勒烯作為一種新型納米碳材料，在超導(dǎo)、磁性,、光學(xué),、催化材料及生物等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，有極為廣闊的應(yīng)用前景,。在功能高分子材料領(lǐng)域,，已有研究成果表明，將C√C70的混和物滲入發(fā)光高分子材料聚乙烯咔唑中,，得到的新型高分子光電導(dǎo)體在靜電復(fù)印,、靜電成像以及光探測等技術(shù)中可廣泛應(yīng)用。此外,，在炭黑中添加少量含有一定量的富勒烯煙炱,，可以降低膠料的滾動阻力。
催化劑是化工生產(chǎn)的重要原料,，將富勒烯與鉑,、鋨結(jié)合成配位化合物，有可能成為高效的催化劑,。目前科研人員正在對此進行研究,，并發(fā)現(xiàn)這種配位化合物在硅氫加成反應(yīng)中具有很高的催化活性,。
在生物及醫(yī)用材料領(lǐng)域,，富勒烯經(jīng)光激發(fā)后有很高的單線態(tài)氧的產(chǎn)率，可應(yīng)用于光化治療技術(shù),，用以控制甚至殺死癌細胞,；富勒烯的衍生物可防治艾滋病。此外,，將富勒烯作為固體火箭推進劑的添加劑,，其衍生物可以顯著提高炸 藥的性能。富勒烯’還可作為潤滑油添加劑,，添加少量富勒烯的潤滑油,，能顯著提高潤滑性能。
超導(dǎo)材料和光學(xué)材料也是富勒烯的重要應(yīng)用領(lǐng)域,。內(nèi)嵌堿金屬的富勒烯超導(dǎo)體是一類極具價值的新型超導(dǎo)材料,。富勒烯還具有良好的光學(xué)及非線性光學(xué)性能，可用于生產(chǎn)保護人眼免受強光損傷的光限制產(chǎn)品,，并在光計算,、光記憶、光信號處理及控制等方面有良好應(yīng)用前景,。
積極開發(fā)工業(yè)化技術(shù)
富勒烯的應(yīng)用前景廣闊,，但目前其實際應(yīng)用仍處在起步階段，還沒有真正成為商品進入市場，主要原因是目前還不能進行大量低成本的生產(chǎn),，價格昂貴直接影響到富勒烯的應(yīng)用和進一步開發(fā),。目前國際上對富勒烯的研發(fā)主要集中在開發(fā)使用低價原料、連續(xù),、大量,。(特別是工業(yè)化規(guī)模)生產(chǎn)富勒烯的技術(shù)和裝置。
目前已知有多種方法可以制備富勒烯,。例如,，在一定壓力和氦或氬的條件下，用電阻加熱高純碳使之蒸發(fā)成為氣態(tài)的電阻加熱法,；利用高純石墨電極進行直流或交流電弧放電,，使之蒸發(fā)的電弧法；在氬氣中用激光照射旋轉(zhuǎn)的高純石墨盤,，使碳蒸發(fā)的激光照射法,；以及嚴格控制苯等碳氫化合物和氧氣，使之不完全燃燒的燃燒法(亦稱火焰合成法)等,。直流電弧法是目前采用較多的方法,，其技術(shù)較簡單，但只能間歇生產(chǎn),，產(chǎn)能有限,，而且消耗大量電能和高價的高純石墨材料，富勒烯的制備成本較高,，價格比黃金還昂貴,；燃燒法可用比較廉價的含碳材料大量生產(chǎn)富勒烯，但其工藝和設(shè)備比較復(fù)雜,，技術(shù)難度大,，目前只有日本和美國能夠生產(chǎn)。我國誕生燃燒法試驗裝置
在我國,，一些科研機構(gòu)和高校在富勒烯制備和應(yīng)用研究方面已取得可喜成果,，其中一部分具有世界領(lǐng)先水平，但是在燃燒法制備富勒烯方面,，僅進行過實驗室的探索性試驗,。
為了實現(xiàn)富勒烯的產(chǎn)業(yè)化，在富勒烯制備和金屬富勒烯研究方面領(lǐng)先的中科院化學(xué)所,，在富勒烯衍生物和內(nèi)嵌富勒烯研究方面已經(jīng)取得成果的西南科技大學(xué),，與碳材料研究和工程能力較強的中橡集團炭黑工業(yè)研究設(shè)計院三家共同組成了產(chǎn)、學(xué),、研聯(lián)合體,，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢,，向科技部申報了燃燒法批量制備富勒烯項目，該項目已被納入2007年國家“863”計劃課題,。
其中,，炭黑院承擔(dān)了燃燒法制備富勒烯的技術(shù)開發(fā)和試驗裝置的開發(fā)設(shè)計和建設(shè)任務(wù)。經(jīng)過近一年的努力,，科研人員克服各種困難,，解決了多個技術(shù)難點，已在炭黑院生產(chǎn)基地建成國內(nèi)首套燃燒法制備試驗裝置,，并于2008年1月17日在試驗現(xiàn)場舉行了點火儀式,。該試驗裝置的投運，將為燃燒法制備富勒烯的自主創(chuàng)新開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供經(jīng)驗和設(shè)計數(shù)據(jù),，并為實現(xiàn)富勒烯在我國的大批量生產(chǎn)和應(yīng)用創(chuàng)造條件,。
