一种单壁碳纳米管的纯化方法技术

技术编号:40839937 阅读:34 留言:0更新日期:2024-04-01 15:06
本发明专利技术公开了一种单壁碳纳米管的纯化方法,其包括:将待纯化的单壁碳纳米管在200~500℃下进行第一中温氧化;其中,待纯化的所述单壁碳纳米管内部含有被石墨包覆的金属杂质颗粒;将氧化得到的产物在600~1200℃的温度下进行高温还原;将高温还原得到的产物在200~500℃的温度下进行再次氧化,再进行第一酸浸。第一中温氧化为高温还原提供反应原料‑金属氧化物,金属氧化物与石墨包裹层发生还原反应使石墨包裹层被刻蚀掉,以使得金属氧化物包裹金属单质的杂质颗粒暴露出来,并通过再次氧化对金属单质进一步氧化,最后经第一酸浸将金属及其氧化物完全反应掉,从而达到去除单壁碳纳米管中石墨包覆层较厚的大颗粒金属杂质的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纳米材料,具体而言,涉及一种单壁碳纳米管的纯化方法


技术介绍

1、单壁碳纳米管是由一层石墨片层卷曲而成的一维纳米材料,具有极其优良的电学性能及超强的韧性、强度等力学性能。其自上世纪末被发现以来,在新能源储能、催化剂、纳米器件等领域都展现出广阔的应用前景。

2、一般认为,单壁碳纳米管生长机理是由碳原子从纳米金属颗粒内部析出并在其表面形成固态碳帽,进而生长出管状结构。由其生长机理可知,制备的单壁碳纳米管中必然含有金属粒子。而单壁碳纳米管用作锂离子电池导电剂时,含有的金属杂质如铁、镍等容易导致电池内部微短路,造成安全隐患。因此,制备的单壁碳纳米管必须被纯化以去除金属杂质,从而利于下游应用。

3、单壁碳纳米管中金属杂质的存在形式主要有两种:一是小于2nm的金属颗粒存在于碳纳米管管内,以此形式存在的杂质占比较少;二是石墨态碳包裹金属颗粒的核壳结构,该结构的金属杂质占比较大。目前,国内单壁碳纳米管生产企业制备的产品含有较多石墨包裹金属颗粒的核壳结构,该核壳结构粒径在10~50nm之间,粒径较大。而对于单壁碳纳米管的纯化,目前业本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单壁碳纳米管的纯化方法,其特征在于,其包括:

2.根据权利要求1所述的单壁碳纳米管的纯化方法,其特征在于,待纯化的单壁碳纳米管为直接生产后未纯化的单壁碳纳米管,在进行第一中温氧化之前,先将待纯化的单壁碳纳米管进行200℃~500℃的预中温氧化和通过酸液进行预酸浸。

3.根据权利要求2所述的单壁碳纳米管的纯化方法,其特征在于,预中温氧化、第一中温氧化以及再次氧化的氧化方式均为在管式炉中通入空气进行氧化;

4.根据权利要求2所述的单壁碳纳米管的纯化方法,其特征在于,预酸浸和第一酸浸均包括:将待酸浸物置于所述酸液中,在超声震荡器中超声震荡;优选超声震...

【技术特征摘要】

1.一种单壁碳纳米管的纯化方法,其特征在于,其包括:

2.根据权利要求1所述的单壁碳纳米管的纯化方法,其特征在于,待纯化的单壁碳纳米管为直接生产后未纯化的单壁碳纳米管,在进行第一中温氧化之前,先将待纯化的单壁碳纳米管进行200℃~500℃的预中温氧化和通过酸液进行预酸浸。

3.根据权利要求2所述的单壁碳纳米管的纯化方法,其特征在于,预中温氧化、第一中温氧化以及再次氧化的氧化方式均为在管式炉中通入空气进行氧化;

4.根据权利要求2所述的单壁碳纳米管的纯化方法,其特征在于,预酸浸和第一酸浸均包括:将待酸浸物置于所述酸液中,在超声震荡器中超声震荡;优选超声震荡时间为1h~24h。

5.根据权利要求2所述的单壁碳纳米管的纯化方法,其特征在于,所述酸液为强酸,优选为盐酸、硫酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员:范亚昆高志飞王成斌蒋众磊
申请(专利权)人:江西紫宸科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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