新材料及其应用

一种蒸发酸纯化碳纳米管方法，其步骤为：（1）将原始的碳纳米管放入砂芯漏斗里；（2）将装有碳纳米管的砂芯漏斗放置在容器中，其中容器底部放有浓酸；（3）将容器放入反应釜中，密封，再将其放入干燥箱内，其中干燥箱温度150℃～200℃，持续时间是3～5小时；（4）取出反应釜冷却至室温，打开反应釜取出砂芯漏斗，将碳纳米管放入干净的烧杯中，用蒸馏水稀释，将稀释后的碳纳米管倒入垫有普通滤纸的布式漏斗中，用水和无水乙醇分别洗涤10～20次，直至洗涤水pH接近中性；（5）将碳纳米管从布氏漏斗上剥离，放入干燥箱内干燥8～20小时，其中干燥箱内温度是60～120℃，干燥后得到的固体黑块即为纯化后的碳纳米管。

碳纳米管作为新型碳材料，由于具有高比表面积一直是纳米材料研究领域热点。但现有制备碳纳米管的过程中不可避免的含有无定型碳和催化剂杂质，这些杂质直接影响碳纳米管结构和性质，进而影响其应用与性能研究。

专利[CN200610042934]报道了在常压下，氩气气氛中1600～2100℃高温下对碳纳米管进行纯化方法。专利[CN103407984A]公开了一种基于弱氧化气氛氧化辅助酸的碳纳米管处理方法。通过二氧化碳、水蒸汽等弱氧化剂对碳纳米管进行氧化，并通过酸洗处理去除碳纳米管中碳包铁结构,进而纯化碳纳米管。文献[Xi-XiWang,Ming-Ming Lu,Wen-QiangCao,BoWen,Mao-Sheng Cao,Fabrication, microstructure and microwave absorption of multi-walled carbon nanotube decorated with CdS nanocrystal, Materials Letters.125(2014)107-110]报道了用混酸（硫酸和硝酸体积比是1:3）纯化多壁碳纳米管的方法。文献[G.D. Vukovic, A.D. Marinkovic, S.D. Skapin, M.D. Ristic, R. Aleksic, A.A. Peric-Grujic, P.S. Uskokovic, Removal of lead from water by amino modified multi-walled carbon nanotubes, Chemical Engineering Journal. 173 (2011) 855-865]报道了用次氯酸钠作为氧化剂纯化碳纳米管的方法。

现有的碳纳米管处理方法有很多种，包括目前被广泛应用的氧化剂氧化法、高温热处理法等。但是这些方法操作复杂，成本高，效率低,同时产生大量废酸及有毒气体易造成二次污染。此外，这些方法会严重破坏碳纳米管的表面结构，降低碳纳米管的各种性能，因此商业价值较低。

与现有技术相比，本发明有益之处为：采用蒸发少量浓酸对原始碳纳米管进行处理，实现了对碳纳米管中杂质的去除。解决了现有技术中杂质不易去除的问题，同时不易产生大量废酸及有毒气体从而减少二次污染的发生，经济有效的减少碳纳米管中杂质，提高其纯度和质量。此外本发明制备方法工艺简单，操作方便且条件温和。