一种旋转二元次气相法提纯的碳纳米管及提纯方法技术

本发明专利技术属于碳纳米管纯化技术领域，具体涉及一种旋转二元次气相法提纯的碳纳米管及提纯方法。本发明专利技术通过一元次将碳纳米管在富氧和一定温度条件下，使碳纳米管中残存的催化剂金属转化成金属氧化物，二元次利用氯化氢气体的强氧化性，先将碳纳米管中残留的金属催化剂加热条件下反应生成氯化物和水，再利用这些金属氯化物的气化温度远比这些金属及其氧化物气化温度低的特点，通过加热使这些金属氯化物气化与碳纳米管分离，从而达到提纯碳纳米管的目的。本发明专利技术方法简单，产能易放大，污染小，易工程化，提纯效果好，适合去除各种碳纳米管中的多种残余金属。所述碳纳米管纯度高，其中单项金属杂质含量<20ppm。

Purification of carbon nanotubes by rotating binary gas phase method and its purification method

【技术实现步骤摘要】
一种旋转二元次气相法提纯的碳纳米管及提纯方法
本专利技术属于碳纳米管纯化
，具体涉及一种旋转二元次气相法提纯的碳纳米管及提纯方法。
技术介绍
碳纳米管是一种世人瞩目的新型材料，具有超大的比表面积、较轻的质量但超强的机械强度、优异的导电性、较好的物理和化学稳定性，在锂离子电池导电剂、催化剂载体、药物载体、增强共混材料、电子器件等领域具有广泛的应用前景。目前碳纳米管已可以通过化学气相沉积(CVD)法批量低成本生产。然而，CVD方法使用的催化剂金属(主要有Fe系、Ni系和Co系等)会残留在碳纳米管中，而且很多都被包覆在碳纳米管的端部。这严重阻碍了碳纳米管在一些对金属杂质要求较高行业的应用，例如在锂离子电池导电剂和精密电子器件方面的应用。现有的碳纳米管提纯方式主要有三种：一种是酸洗提纯法，主要是用盐酸等强酸将残留金属催化剂溶解，然后过滤分离，这种方法只能在一定程度上提纯碳纳米管，难以完全除去碳层包覆较厚的金属催化剂，同时这种方法会产生大量的废酸和废水，造成环境污染；第二种方法是采用高温热处理提纯方法，在2800℃以上对碳纳米管进行热处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转二元次气相法提纯碳纳米管的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）、将碳纳米管置于旋转炉炉管内，加热到310～320℃，向炉管内通入干燥压缩空气，将碳纳米管中的残留金属催化剂氧化成金属氧化物，恒温一定时间后冷却，得到一元次碳纳米管；/n（2）、将步骤（1）得到的一元次碳纳米管再次置于旋转炉炉管内，向炉管内先通入氮气置换炉管内的氧气，确保炉管内氧含量低于1%，将炉管内的一元次碳纳米管加热至300～1100℃后，通入氯化氢气体，一元次碳纳米管内的催化剂金属氧化物与氯化氢气体接触，反应生成金属氯化盐和水，得到二元次碳纳米管；/n（3）、保持炉管加热温度为300～1100℃，此时金属氯化...

【技术特征摘要】
1.一种旋转二元次气相法提纯碳纳米管的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将碳纳米管置于旋转炉炉管内，加热到310～320℃，向炉管内通入干燥压缩空气，将碳纳米管中的残留金属催化剂氧化成金属氧化物，恒温一定时间后冷却，得到一元次碳纳米管；
（2）、将步骤（1）得到的一元次碳纳米管再次置于旋转炉炉管内，向炉管内先通入氮气置换炉管内的氧气，确保炉管内氧含量低于1%，将炉管内的一元次碳纳米管加热至300～1100℃后，通入氯化氢气体，一元次碳纳米管内的催化剂金属氧化物与氯化氢气体接触，反应生成金属氯化盐和水，得到二元次碳纳米管；
（3）、保持炉管加热温度为300～1100℃，此时金属氯化盐变成气态金属氯化盐，对步骤（2）旋转炉炉管通入氮气，使二元次碳纳米管吸附的气态金属氯化盐从碳纳米管中挥发出来，同时去除未反应的多余氯化氢气体，持续通入氮气一段时间后，降至常温，即可得到纯化后的碳纳米管。


2.根据权利要求1所述一种旋转二元次气相法提纯碳纳米管的方法，其特征在于，步骤（1）中所述旋转炉炉管内设有螺旋片旋转，用于搅动碳纳米管与干燥压缩空气充分接触，达到其中的金属被完全氧化的目的。


3.根据权利要求1或2所述一种旋转二元次气相法提纯碳纳米管的方法，其特征在于，步骤（1）中所述碳纳米管为多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管中的一种或几种。


4.根据权利要求1～3任一项所述一种旋转二元次气相法提纯碳纳米管的方法，其特征在于，步骤（1）中所述残留金属催化剂为Fe基、Ni基、Co基、Al基、Mg基、Mo基、La基催化剂中的一种或几种。


5.根据权利要求1～3任一项所述一种旋转二元次...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳凡钦，唐瑞，
申请(专利权)人：成都科汇机电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51