富勒醇负离子释放头及其制备方法和负离子发生电极技术

本发明专利技术公开了一种富勒醇负离子释放头及其制备方法，所述富勒醇负离子释放头包括导电金属丝和富勒醇层，所述富勒醇层形成在所述导电金属丝的表面上。所述方法包括：制备富勒醇水溶液；将导电金属丝放入所述富勒醇水溶液中，在所述导电金属丝表面沉积生长富勒醇层，得到所述富勒醇负离子释放头。本发明专利技术还公开了一种负离子发生电极。本发明专利技术的制备富勒醇负离子释放头的方法，避免了富勒烯难溶解于水的问题，显著缩短了制备负离子释放头的工艺时间，而且制备得到的富勒醇负离子释放头能够释放出较高浓度的负离子，几乎没有臭氧和氮氧化物等副产物产生，而且使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
富勒醇负离子释放头及其制备方法和负离子发生电极
本专利技术涉及负离子发生技术，具体涉及一种富勒醇负离子释放头及其制备方法和一种负离子发生电极。
技术介绍
目前国内外最先进的负离子发生技术，基本上都是采用负高压源，将碳纤维制成放电电极，即负离子释放头。负离子释放头固定在金属杆上形成负离子发生电极。应用时将负离子发生电极接通高压电源，负离子释放头向周围的空间高速喷射电子，电子被空气离子迅速捕获，形成空气负离子，同时利用负电场的电势感应，将正离子中和还原，得到一个相对纯化的负离子场。目前市场上比较先进的负离子释放头采用的碳纤维材料主要为富勒烯(C60)。富勒烯是一种电阻接近零的超导材料，有利于电离子的游离析出，可以产生小粒径、高活性、迁移距离远的生态级小粒径负氧离子，且负离子纯度高，几乎没有臭氧、氮氧化物和正离子等副产物的产生。然而，富勒烯难溶解于水，限制了采用富勒烯水溶液制备负离子释放头的应用。富勒烯仅能溶解于非极性的有机溶剂中，但采用非极性的有机溶剂制备的富勒烯分散液不能直接用于制备负离子释放头。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种富勒醇负离子释放头及其制备方法和一种负离子发生电极。本专利技术提供的制备富勒醇负离子释放头的方法避免了富勒烯难溶解于水的问题，提高了负离子释放头的生产效率，降低成本。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种富勒醇负离子释放头，所述富勒醇负离子释放头包括导电金属丝和富勒醇层，所述富勒醇层形成在所述导电金属丝的表面上。在本专利技术的实施例中，所述富勒醇层的厚度可以为2～10nm。在本专利技术的实施例中，所述导电金属丝可以为钛丝、钼丝、钨丝或铁丝。第二方面，本专利技术提供了一种制备富勒醇负离子释放头的方法，所述方法包括：制备富勒醇水溶液；和将导电金属丝放入所述富勒醇水溶液中，在所述导电金属丝表面沉积生长富勒醇层，得到所述富勒醇负离子释放头。在本专利技术的实施例中，所述制备富勒醇水溶液可以包括：将富勒烯溶解于第一有机溶剂中，得到悬浮液；使所述悬浮液进行硝化反应，得到C60硝基化合物；使所述C60硝基化合物进行水解反应，得到含富勒醇的溶液；和采用第二有机溶剂对所述含富勒醇的溶液进行除杂处理，并将除杂处理后的溶液中的第二有机溶剂置换为水，得到所述富勒醇水溶液。在本专利技术的实施例中，所述将富勒烯溶解于第一有机溶剂中可以包括：将富勒烯粉碎；和在容器中将粉碎后的富勒烯与所述第一有机溶剂混合，超声分散，直至所述容器的内壁上没有富勒烯附着并且所述容器中的溶液不分层。在本专利技术的实施例中，所述第一有机溶剂可以为芳烃、卤族取代的芳烃和醇类溶剂中的至少一种。在本专利技术的实施例中，所述使所述悬浮液进行硝化反应，得到C60硝基化合物可以包括：将亚硝酸盐与硝酸反应产生的气体通入所述悬浮液中，进行硝化反应。在本专利技术的实施例中，所述方法还可以包括：在得到C60硝基化合物之后，使所述C60硝基化合物进行水解反应之前，除去体系中的所述第一有机溶剂。在本专利技术的实施例中，所述亚硝酸盐与硝酸反应的条件可以包括：所述亚硝酸盐与所述富勒烯的质量比为15～70:1，所述硝酸与所述亚硝酸盐的质量比为2～11:1。在本专利技术的实施例中，所述硝化反应的反应时间可以为2～4小时。在本专利技术的实施例中，使所述C60硝基化合物进行水解反应，得到含富勒醇的溶液可以包括：使所述C60硝基化合物与碱液在加热的条件下进行水解反应，得到含富勒醇的溶液。在本专利技术的实施例中，所述水解反应的条件可以包括：温度为35～60℃，任选地，温度为40～50℃；时间为3～10小时，任选地，时间为4～5小时。在本专利技术的实施例中，所述采用第二有机溶剂对所述含富勒醇的溶液进行除杂处理，并将除杂处理后的溶液中的第二有机溶剂置换为水，得到所述富勒醇水溶液可以包括：将所述含富勒醇的溶液与第二有机溶剂混合，静置分层，去除水层溶液，向含有富勒醇的第二有机溶剂中加水并离心，直至下层沉淀的pH为6.5～7.5，将下层得到的富勒醇沉淀溶解在水中，得到所述富勒醇水溶液。在本专利技术的实施例中，所述第二有机溶剂可以为醇类溶剂。在本专利技术的实施例中，在所述导电金属丝表面沉积生长富勒醇层时采用的方法可以为垂直沉积法。在本专利技术的实施例中，所述垂直沉积法的条件可以包括：温度为50～120℃，任选地，温度为60～100℃；时间为15～31小时，任选地，时间为16～30小时。第三方面，本专利技术提供了上述方法制备得到的富勒醇负离子释放头。第四方面，本专利技术提供了一种负离子发生电极，所述负离子发生电极包括金属杆、导电固定装置和负离子释放头，所述负离子释放头通过所述导电固定装置固定在所述金属杆上，且所述负离子释放头与所述金属杆电连接，所述负离子释放头为权利要求1或2所述的富勒醇负离子释放头或通过权利要求3-10中任一项所述的方法制备得到的富勒醇负离子释放头。本专利技术的制备富勒醇负离子释放头的方法，无需将富勒烯溶解于水中，因此避免了富勒烯难溶解于水的问题，显著缩短了制备负离子释放头的工艺时间，提高了负离子释放头的生产效率，降低成本。同时，本专利技术的富勒醇负离子释放头采用富勒醇代替富勒烯，没有对负离子释放头的性能带来不利影响，可以产生小粒径、高活性、迁移距离远的生态级小粒径负氧离子，且负离子纯度高，几乎没有臭氧和氮氧化物等副产物产生。而且，复合材料负离子释放头的硬度较高，能够经受高负压和频繁清洗，使用寿命长。附图说明图1为本专利技术实施例的负离子发生电极的结构示意图。图2为本专利技术实施例的制备富勒醇负离子释放头的工艺流程图。附图中的标号表示：1-金属杆2-导电固定装置3-负离子释放头具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术实施例提供了一种富勒醇负离子释放头，所述富勒醇负离子释放头包括导电金属丝和富勒醇层，所述富勒醇层形成在所述导电金属丝表面上。本专利技术实施例的负离子释放头采用富勒醇代替富勒烯。富勒醇作为富勒烯的多羟基衍生物，在提高水溶性的同时，仍保有母体C60的π键共轭体系，使其分子结构具有羟基和电子亲和力，化学性质与富勒烯类似。因此，本专利技术实施例采用富勒醇代替富勒烯不会对负离子释放头的性能带来不利影响，仍然可以产生小粒径、高活性、迁移距离远本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富勒醇负离子释放头，其特征在于，所述富勒醇负离子释放头包括导电金属丝和富勒醇层，所述富勒醇层形成在所述导电金属丝的表面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种富勒醇负离子释放头，其特征在于，所述富勒醇负离子释放头包括导电金属丝和富勒醇层，所述富勒醇层形成在所述导电金属丝的表面上。


2.根据权利要求1所述的富勒醇负离子释放头，其中，所述富勒醇层的厚度为2～10nm；和/或
所述导电金属丝为钛丝、钼丝、钨丝或铁丝。


3.一种制备富勒醇负离子释放头的方法，其特征在于，所述方法包括：
制备富勒醇水溶液；和
将导电金属丝放入所述富勒醇水溶液中，在所述导电金属丝表面沉积生长富勒醇层，得到所述富勒醇负离子释放头。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述制备富勒醇水溶液包括：
将富勒烯溶解于第一有机溶剂中，得到悬浮液；
使所述悬浮液进行硝化反应，得到C60硝基化合物；
使所述C60硝基化合物进行水解反应，得到含富勒醇的溶液；和
采用第二有机溶剂对所述含富勒醇的溶液进行除杂处理，并将除杂处理后的溶液中的第二有机溶剂置换为水，得到所述富勒醇水溶液。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述将富勒烯溶解于第一有机溶剂中包括：
将富勒烯粉碎；和
在容器中将粉碎后的富勒烯与所述第一有机溶剂混合，超声分散，直至所述容器的内壁上没有富勒烯附着并且所述容器中的溶液不分层；
任选地，所述第一有机溶剂为芳烃、卤族取代的芳烃和醇类溶剂中的至少一种。


6.根据权利要求4述的方法，其中，所述使所述悬浮液进行硝化反应，得到C60硝基化合物包括：将亚硝酸盐与硝酸反应产生的气体通入所述悬浮液中，进行硝化反应；和/或
所述方法还包括：在得到C60硝基化合物之后，使所述C60硝基化合物进行水解反应之前，除去体系中的所述第一有机溶剂。


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【专利技术属性】
技术研发人员：林伟华，徐冬，
申请(专利权)人：汉能移动能源控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11