Изучение особенностей процесса высаливания фуллерита из раствора С₆₀ в толуоле. I. Ламинарное смешивание реагентов

Abstract

Рассмотрены особенности процесса высаливания фуллереновых молекул С₆₀ из раствора в толуоле. С помощью просвечивающей и сканирующей электронных микроскопий изучена морфология образующихся кристаллов фуллерита. Эксперименты показали, что при высаливании разбавленного раствора фуллеренов первоначально высаливаются избыточные молекулы растворителя, а после образования насыщенного раствора в осадок переходят молекулы фуллерена. Таким образом, в насыщенном растворе фуллеренов в толуоле свободные молекулы растворителя отсутствуют. Выполнение процесса высаливания из насыщенного раствора фуллеренов в толуоле за счёт диффузионных процессов взаимодействия между спиртом и толуолом приводит к образованию азеотропной смеси спирт–толуол и формированию в осадке кристаллитов, представляющих собой трёхмерные твёрдые тела, у которых поперечное сечение является правильным шестиугольником, а высота в 4–8 раз превышает толщину.

Розглянуто особливості процесу висолювання фуллеренових молекул С₆₀ з насиченого розчину в толуолі. За допомогою просвітної і сканівної електронних мікроскопій вивчено морфологію кристалів фуллериту, що утворюються. Експерименти показали, що при висолюванні розведеного розчину фуллеренів спочатку висолюються надлишкові молекули розчинника, а після утворення насиченого розчину молекули фуллерену переходять в осад. Таким чином, у насиченому розчині фуллеренів у толуолі вільні молекули розчинника відсутні. Виконання процесу висолювання з насиченого розчину фуллеренів у толуолі за рахунок дифузійних процесів взаємочину між спиртом і толуолом призводить до утворення азеотропної суміші спирт–толуол і формування в осаді кристалітів, що представляють собою тривимірні тверді тіла, в яких поперечний переріз є правильним шестикутником, а висота в 4–8 разів перевищує товщину.

The features of the salting-out process of fullerene C₆₀ molecules from the saturated toluene solution are discussed. The morphology of formed crystals of fullerite is studied with the use of the transmission and scanning electron microscopies. Our experimental study reveals that, at the salting out of a dilute solution of fullerenes, the excess molecules of solvent are salting out initially, and after the formation of a saturated solution, the fullerene molecules move into the sediment. Thus, in the saturated solution of fullerenes in toluene, the free molecules of solvent are absent. The performance of the salting-out process from the saturated solution of the C60 fullerenes in toluene (due to the diffusion processes of interaction flow between ethanol and toluene) leads to the fabrication of an azeotropic alcohol–toluene mixture and to the formation of crystallites.