Экстракция из эндофуллеренсодержащей сажи
В первых работах экстракция эндометаллофуллеренов осуществлялась с помощью слабополярных органических растворителей: толуол, о-ксилол и др. Так в работе [24] предпринимались попытки получить экстракты, обогащенные эндометаллофуллеренами с помощью традиционных растворителей используемых для выделения полых фуллеренов. Для экстрагирования сажи, содержащей эндометаллофуллерены, использовали метод двухстадийной экстракции. На каждой стадии экстракции навеску сажи помещали в колбу с о-ксилолом. Экстракцию проводили в течение 3 часов в атмосфере аргона при температуре кипения растворителя, затем растворитель отгоняли. Полученный остаток вакуумировали при температуре 90 0С. Выход о-ксилольного экстракта составил 1,7 % от веса сажи. В масс-спектрах первого (после эксклюзионной хроматографии) (рис. 4) и второго о-ксилольных (рис. 5) экстрактов наряду с молекулярными ионами высших фуллеренов С78, С82, С84 присутствует ион соответствующий La@C82. По данным ЭПР содержание La@C82 в первом о-ксилольном экстракте составило 0,36 %, а во втором на 42 % больше.
Рис. 4.
Масс-спектр первого о-ксилольного экстракта после эксклюзионной хроматографии.
Рис. 5.
Масс-спектр второго о-ксилольного экстракта.
В работе [19] было предложено для увеличения выхода эндометаллофуллеренов проводить экстракцию под давлением и при высокой температуре, используя в качестве растворителей: толуол или пиридин. Масс-спектрометрический анализ толуольного экстракта (рис. 6a) полученного с использованием аппарата Сокслета показал, что экстракт содержит в основном полые фуллерены, в то время как эндофуллерены присутствуют на уровне фона. Проводя экстракцию толуолом под высоким давлением и при температуре 200 0С, эффективность экстракции возрастает, но содержание эндофуллеренов в экстракте по данным масс-спектрометрии меньше, чем фуллеренов (рис. 6в). Заменив толуол (дипольный момент которого равен 0,36 D) на пиридином (с дипольным моментом 2,19 D) удалось получить экстракт с выходом 0,6 % от веса сажи. Экстракция проводилась под давлением и при температуре 200 0С. В масс-спектре пиридинового экстракта основным молекулярным ионом является Pr@C82 (рис. 6с).
|
Рис. 6.
Масс-спектры экстрактов, полученных методом лазерной десорбции на время пролетном масс-спектрометре: а) толуольный экстракт; в) толуольный экстракт, полученный под давлением и при высокой температуре; с) пиридиновый экстракт, полученный под давлением и при высокой температуре.
В работе [25] для более эффективного выделения Ce@C82 было предложено использовать N,N-диметилформамид (ДМФА) в одноступенчатой экстракции. Содержание эндометаллофуллеренов в полученном экстракте составило по данным ВЭЖХ ~15 %, а выход М@C2n не превышал 0,1 % от веса сажи.
Для повышения производительности в работе [18] предлагается использовать ультразвуковую Сокслет экстракцию (УЗСЭ). На рисунке 7 показана зависимость количества выделяемого Er@C82 от времени для обычной экстракции в аппарате Сокслета (СЭ) и с применением ультразвуковой активации процесса.
 |
Рис. 7. З
ависимость количества выделяемого Er@C82 от времени экстракции.
Количество Er@C82 выделяемого за 10 часов в УЗСЭ много больше чем в СЭ. За 30 часов экстракции в УЗСЭ выделяется до 90 % металлофуллеренов, а в СЭ только 50 %. Схематически процесс экстракции с применением ультразвука можно представить, как разрушение сажевых агрегатов и сольватация ДМФА фуллеренов и эндофуллеренов. Результатом применения ультразвука является ускорение процесса экстракции, но получаемые экстракты по данным ВЭЖХ остаются низко обогащенными Er@C82.
Смотрите также
Пятая группа периодической системы
По электронным структурам нейтральных атомов
рассматриваемая группа может быть разделена на две подгруппы. Одна из них
включает азот, фосфор, мышьяк и его аналоги, вторая — ванадий и его аналоги.
...
ПО Маяк
...
Водные ресурсы
...