FORMAS ALOTROPICAS DEL CARBONO PDF

Formas alotropicas del carbono. JC. juliana campo. Updated 6 November Transcript. Formacion: a elevadas temperaturas. del grafito que se fragmento. Formas alotrópicas. maravillas Formas alotrópicas del carbono. Laura Vicente, Francisca María Bernal, Alejandro Jiménez y Maravillas Mondéjar. Índice. 1. Carbono. Hibridaciones y formas alotrópicas. 3. Hibridaciones. 3. Formas alotrópicas. 5. Grafito y grafeno. 5. Estructura de los materiales grafíticos. 5.

Author: Arashit Gojora
Country: Swaziland
Language: English (Spanish)
Genre: Technology
Published (Last): 16 May 2017
Pages: 228
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Nanocapsulas moleculares para la separacion selectiva de fulerenos Nanocapsules for selective molecular separation of fullerenes. Hoy en dla, los derivados de fulereno son los materiales de tipo n de referencia para la construction de dispositivos fotovoltaicos organicos. Today dla, fullerene carbonk are n-type materials for the construction of reference organic photovoltaic devices.

La busqueda de receptores moleculares para fulerenos, esencialmente para C60, se inicio en los anos 90 para poder disponer de cantidades mlnimas que permitieran caracterizar las propiedades del material. The search of molecular receptors for fullerenes, essentially C60, started in the 90 to have mlnimas quantities allowing to characterize material properties. Desde el punto de vista de reconocimiento molecular, los fulerenos son unas moleculas huesped muy peculiares.

From the standpoint of molecular recognition, fullerene molecules are very carbonl host. La separacion y purificacion de fulerenos a partir de mezclas ddl otras formas alotropicas del carbono es un problema sin resolver. The separation and purification of fullerenes from mixtures with other allotropes of carbon is an unsolved problem. Existe un gran interes en superar las tediosas y dificultosas extracciones cromatograficas que actualmente se utilizan para conseguir separar los fulerenos mas comunes de manera pura.

Formas alotrópicas

There is great interest in overcoming the tedious and difficult chromatographic extractions currently used for separating the most common fullerenes pure way. Entre ellos, el C60 y el C70 son los mas conocidos y estudiados precisamente por su mayor disponibilidad, aunque su coste alotroipcas siendo alto o muy alto por la necesidad de grandes cantidades de disolventes usados en los procesos cromatograficos de purificacion.

Among them, the C60 and C70 are the best known and studied precisely because of their greater availability, although its continuous cost being high or very high by the need for large amounts of solvents used in chromatographic purification processes. Moreover, the separation and purification of fullerenes larger, older than C70 known as “higher fullerenes” is now dla the biggest problem for the study of their properties.

For the separation and purification of “higher fullerenes” Chromatographic methods classics are impractical due to their low solubility and multiple chromatographic runs necessary, why the study of these compounds is clearly underdeveloped. Como alternativa a alotropicae extracciones cromatograficas en los ultimos anos se han utilizado dos tipos de estrategias para la encapsulacion de fulerenos: As an alternative to chromatographic extractions in recent years have used two different strategies for the encapsulation of fullerenes: En ambas aproximaciones, la liberacion posterior del huesped se consigue de diversas formas: In both approaches, the subsequent release of the host is achieved in several ways: Existen sistemas huesped-hospedador selectivos para C60, como son las cyclodextrinas o calix[8]arenos.

There guest-host systems selective alotdopicas C60, such as cyclodextrinas or calix [8] arenes. IL Nature, IL Nature Existen algunas excepciones, como son los calix[5]arenos dobles desarrollados por Fukazawa et al. There are some exceptions, such as calix [5] arenes double developed by Fukazawa et al.

Sin embargo, estos hospedadores no se pueden reutilizar para la misma aplicacion Haino, T. However, these hosts can not be reused for the same application Haino, T. Por otro lado, los sistemas clclicos dimericos de Aida et al. Moreover, the dimer of Aida et al clclicos systems. By use of more selective breakfast for these systems, such as 4,4′-bipyridine, the authors demonstrate the preparation of mixtures enriched “higher fullerens” eg CC mixtures and no trace of C60 and C70 majority.

Ademas, Mendoza et al cabono desarrollado un sistema supramolecular basado en receptores ciclotriveratrileno que contienen tres unidades 4-ureidopirimidinona UPy y que se autoensamblan mediante enlaces por puente de hidrogeno.

alotropia del carbono

Furthermore, Mendoza et al developed a system based on cyclotriveratrylene supramolecular receptors containing three units 4-ureidopirimidinona ureidopyrimidone and that self-assemble via hydrogen bridge bonds. Los autores han demostrado que este sistema es capaz de encapsular preferentemente C84 por The authors have shown that this system can preferably encapsulate C84 by.

La liberacion de los fulerenos se realiza mediante tratamiento con acido trifluoroacetico de disoluciones del sistema hospedador-huesped en THF tetrahidrofurano cabrono, causando la precipitacion de los fulerenos en cuestion. The release of fullerenes is performed by treatment with trifluoroacetic acid solutions of the host-guest in THF tetrahydrofuran system, causing the precipitation of fullerenes in question.

Angew Chem Int Ed, 46, ; Una estrategia similar ha sido desarrollada por Zhang et al. A similar strategy has been developed by Zhang et al. Por tanto, existe un gran interes en carrbono hospedadores capaces para encapsular y liberar selectivamente y de manera controlada fulerenos de diferente tamano.

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Therefore, there is great interest in developing hosts able to encapsulate and selectively and formass release of different size fullerenes controlled. La presente invencion se refiere a la slntesis de nanocapsulas moleculares basadas en el autoensamblaje mediante qulmica de coordination de compuestos macroclclicos metalicos con metalo porfirinas tetracarboxiladas, y su uso como esponjas de fulerenos de diferentes dimensiones.

Propiedades del carbono

The present invention relates to molecular slntesis nanocapsules based self-assembly through qulmica macroclclicos of coordination of metal compounds with metallo porphyrins tetracarboxiladas, and their use as sponges fullerenes of different dimensions. Las nanocapsulas que se obtienen son de naturaleza tetragonal prismatica con un espacio interior de grandes dimensiones capaz de encapsular una molecula de fulereno de diferentes dimensiones.

The nanocapsules obtained are of tetragonal prismatic nature with an interior space of large dimensions capable of encapsulating a molecule of fullerene of different dimensions. La posibilidad de variar el diseno dentro de la misma familia de nanocapsulas permite disponer de una tecnologla para encapsular y liberar selectivamente ya voluntad fulerenos de un tamano determinado.

The possibility of varying the design within the same family of nanocapsules makes available a tecnologla to encapsulate and selectively release and fullerenes will a certain size. Las nanocapsulas de la presente invencion presentan ventajas en diferentes aspectos de la separation y purification de fulerenos. The nanocapsules of the present invention have advantages in different aspects of separation and purification of fullerenes. La naturaleza de estas nanocapsulas es altamente modular y de manera simple, el uso de diferentes metales en la porfirina se entiende como un elemento que va a permitir y modificar la afinidad de los fulerenos por las capsulas.

The nature of these nanocapsules is highly modular and simple manner, the use of different metals in the porphyrin is understood as an element that will allow and modify the affinity of fullerenes for the capsules.

Finalmente, la Finally, the. M es un metal que se selecciona de la lista que comprende Pd, Cu, Pt, Ni y Zn; M is a metal selected from the list comprising Pd, Cu, Pt, Ni and Zn; cada R1 y cada R4 representan de manera independiente un hidrogeno o un 20 halogeno; each R1 and R4 each independently represent a hydrogen or halogen 20.

By “halogen” means in the present invention to a bromine, chlorine, iodine or fluorine. The term “alkyl” refers in the present invention to aliphatic, linear or branched chains having from 1 to 7 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, n- propyl, i-propyl, n-butyl, t- butyl, s-butyl, n-pentyl, etc. Preferiblemente tiene de 1 a 4 atomos de carbono, mas preferiblemente metilo, etilo, n-propilo, i-propilo o t-butilo y aun mas preferiblemente es metilo.

Preferably having 1 to 4 carbon atoms, more preferably methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl or t-butyl and most preferably methyl. Como fulerenos tambien nos referimos a los endofulerenos y los fulerenos funcionalizados.

As fullerenes We also refer to the endofulerenos and functionalized fullerenes. Los endofulerenos son fulerenos que contienen partlculas metalicas encapsuladas u otras moleculas, puede tener la siguiente formula: El numero de contraiones a utilizar sera el adecuado para compensar la carga octacationica de la nanocapsula, por ejemplo, en el caso de ser monoanionlcos el total de contraiones para neutralizar la nanocapsula es de ocho, cuatro si son dianionicos, o cualquier combination posible de los mismos.

The number of counterions to be used will be adequate to compensate octacationica load nanocapsule, for example, in the case of monoanionlcos total counterions to neutralize the nanocapsule is eight, four if they are dianionic, or any possible combination of themselves. En otra realizacion preferida, cada R1 representa de manera independiente hidrogeno o fluor, preferiblemente todos los R1 de la nanocapsula son hidrogeno. In another preferred embodiment, each R1 independently represents hydrogen or fluorine, preferably all of R1 are hydrogen nanocapsule.

En otra realization preferida, cada R2 representa de manera independiente un hidrogeno o un grupo alquilo C1-C4aun mas preferiblemente todos los R2 de la nanocapsula son metilo. In another preferred realization, each R2 independently represents hydrogen or a group alkyl C1-C4still more preferably all the R2 are methyl nanocapsule. En otra realization preferida, cada R3 representa de manera independiente un hidrogeno o un grupo alquilo C1-C4mas preferiblemente todos los R3 de la nanocapsula son metilo.

In another preferred realization, each R3 independently represents a hydrogen or a group alkyl C1-C4more preferably all of the nanocapsule R3 are methyl. En otra realization preferida, cada R4 representa de manera independiente hidrogeno o fluor, preferiblemente todos los R4 de la nanocapsula son hidrogeno. In another preferred realization, each R4 independently represents hydrogen or fluorine, preferably all of R4 are hydrogen nanocapsule.

Otro aspecto de la presente invention se refiere a la posibilidad de encapsular los distintos fulerenos en fase llquida mezcla de disolventes donde nanocapsula y fulerenos estan disueltoso alternativamente con uno de los componentes en fase solida.

Another aspect of the present Invention relates to the possibility of encapsulating various fullerenes in llquida phase solvent mixture where fullerenes are dissolved and nanocapsulesor alternatively with a component in solid phase.

Por ejemplo, suspension de la nanocapsula estado solido en disolucion de fulerenos en, por ejemplo, tolueno, alotrlpicas bien suspension de fulerenos estado solido en disolucion de nanocapsula en, por ejemplo, acetonitrilo. For example, the nanocapsule suspension solid state in solution fullerene in, for example, toluene, or fullerene suspension solid state in solution of nanocapsule in, for example, acetonitrile. En la presente invencion se demuestra la capacidad de las nanocapsulas de encapsular fulerenos de diferente tamano.

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In the present invention the capacity of nanocapsules encapsulating carbobo different size fullerenes is shown. Aldrich, C60 es del 5. Aldrich, C60 is of 5.

Por tanto, otro aspecto mas de la presente invencion se refiere a un metodo de encapsulacion de fulerenos de tamano entre C60 y C84, ambos incluidos, que comprende los siguientes pasos: Therefore, another aspect of the present invention relates to a method of encapsulating fullerenes C60 and C84 size between inclusive, comprising the following steps: En una realization preferida del metodo de encapsulation, las nanocapsulas disueltas del paso a se anaden a los fulerenos disueltos, es decir en estado llquido.

In a preferred formxs of the formzs of encapsulation, dissolved nanocapsules of step a are added to the dissolved fullerenes, ie llquido state. En otra cabrono preferida, los fulerenos a encapsular se seleccionan de entre C60, C70, C76, C78, C84 o cualquiera de sus mezclas.

Despues de la encapsulacion, y en segundo lugar, la formae de los fulerenos encapsulados se realiza exclusivamente con lavados del sistema hospedador- huesped en estado solido con distintos disolventes, por lo que los fulerenos liberados se obtienen directamente en solution mientras que el residuo solido restante consiste After encapsulation, and secondly, the extraction of the encapsulated fullerenes is performed exclusively washings hospedador- host system in solid state with different solvents, so that the released fullerenes are directly obtained in solution while the remaining solid residue consists.

Se ha demostrado que el proceso de reciclaje es efectivo usando una muestra de C60 encapsulado, y se ha ensayado hasta 5 veces de manera que la integridad de la nanocapsula no se cabono afectada.

It has been shown that the recycling process is effective using a sample of C60 encapsulated and has been tested up to 5 times so that the integrity of the nanocapsules is not affected. Por tanto, otro aspecto de la presente invention se refiere a la liberation controlada de los fulerenos encapsulados. Therefore, another aspect of the present Invention relates to the controlled liberation of the encapsulated fullerenes. Una realization fel se refiere a un metodo para la separation de C60 de una mezcla de fulerenos, que comprende: A preferred realization relates to a method for the separation of a mixture of C60 fullerene, comprising: CS2 en una proportion de 1: CS2 in a proportion of 1: En otra realizacion preferida con mezclas de C60 y C70, se puede realizar la liberacion selectiva con lavados del compuesto hospedador-huesped en fase solida con disolventes organicos de distinta polaridad.

In another preferred embodiment with C60 and C70 mixtures, can be performed with selective release washings host-guest compound in solid phase organic solvent of different polarity. Mas preferiblemente, un metodo para la separacion selectiva y secuencialmente C60 y C70 de una mezcla de fulerenos carbkno separar el fulereno de tamano C60 mediante los pasos a y b del metodo descrito anteriormente, de esta forma se libera totalmente C60 disuelto en la mezcla de disolventes mientras que C70 permanece encapsulado y en estado solido; More preferably, a method for the selective separation and sequentially C60 and C70 of a mixture of fullerenes comprises separating the fullerene size C60 through steps a and b of the method described above, thus fully C60 is released dissolved in the solvent mixture while C70 remains encapsulated and solid state; y Y.

El C70 se disuelve en el medio y se recupera Integramente y el solido restante se puede tratar para la dep de las nanocapsulas y su reutilizacion. The C70 dissolved in the medium and is recovered and the remaining solid Integrally can be treated for the recuperation of the nanocapsules and reuse.

Otro aspecto de la presente invencion se refiere al reciclaje de la nanocapsula, ya que una vez realizados los lavados para la extraction del fulereno encapsulado, la nanocapsula se puede volver a reutilizar despues de al menos 5 ciclos de extraccion mediante lavados. Another aspect of the present invention relates to recycling nanocapsule, since once made the washings for the extraction of the encapsulated fullerene, the nanocapsule can be re reuse after at least 5 cycles of extraction by washing.

Por tanto, los qlotropicas anteriormente descritos de encapsulado y separation de C60 y, opcionalmente de C70, pueden comprender un paso adicional en el que el solido que comprende la nanocapsula y fulereno se seca y se le anade NEt3 Et es etilo y posteriormente se disuelve con CH3CN, y de esta forma se recupera la nanocapsula para uso posteriores.