專利名稱：納米碳管的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種分離萃取技術(shù)，旨在提供一種可將量產(chǎn)后原本纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管，分離成為單一、獨(dú)立或分離的納米碳管的方法以及相關(guān)步驟流程。
背景技術(shù)：
一般納米碳管的單純架構(gòu)如圖1所示，圖1為具有納米級直徑與長寬高比例的單一條納米碳管11架構(gòu)，單一納米碳管的內(nèi)徑可從0.4nm～數(shù)25nm，碳管外徑則由1nm～數(shù)百nm，長度則由數(shù)微米至數(shù)十微米間，可由單層或多層的石墨層卷曲形成中空管柱狀結(jié)構(gòu)；由于納米碳管不論是在物理性、化學(xué)性或材料特性上均有著顯著非凡的表現(xiàn)，加上具有重量輕、高強(qiáng)度、高韌性、可撓曲性、高表面積、高熱傳導(dǎo)性、導(dǎo)電度特異等多重的特殊性質(zhì)，因此衍生了許多新的應(yīng)用，儼然已成為本世紀(jì)的關(guān)鍵材料之一。
納米碳管的特性決定于石墨層的寬度與卷曲的方向，不同的卷曲方向可以表現(xiàn)出碳管金屬、半金屬、半導(dǎo)體等特性，依碳管卷曲方向的不同，納米碳管的微結(jié)構(gòu)對其本身的物理性、化學(xué)性與應(yīng)用上有極大的影響，因此不同的合成方法與合成條件將會產(chǎn)生不同微結(jié)構(gòu)的納米碳管；加上，納米碳管有極佳的抗拉、抗撓曲、高韌性等物理及材料特性，若將其導(dǎo)入高分子制做成具特殊功能性的復(fù)合材料并應(yīng)用于一般材料、建筑、航天、3C產(chǎn)品及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)等，將可強(qiáng)化其原本材料的特性及延長其使用的壽命。
然而，目前大量制造高純度及高均勻性納米碳管仍具相當(dāng)難度，一般實(shí)驗(yàn)采用電弧放電及金屬粒子觸媒制造單層及多層納米碳管，其制造后的產(chǎn)品為由數(shù)條單一、獨(dú)立或分離的納米碳管11，相互纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管，如圖2所示，但由于納米碳管的溶解性差，而妨礙了納米碳管材料的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
以致于，目前納米碳管的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性仍受限制，納米碳管未來是否能成功的應(yīng)用在一般材料、建筑、航天、3C產(chǎn)品及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)，除了可以仰仗經(jīng)濟(jì)且純度高、品質(zhì)穩(wěn)定的制造合成方法發(fā)展之外，若能朝向如何有效的將量產(chǎn)制造后纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管分離成為單一、獨(dú)立或分離的納米碳管的方向發(fā)展，將更有效而且快速解決納米碳管在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性上的限制。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的即在提供一種納米碳管的分離方法，可將納米碳管從原本量產(chǎn)后纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管，分離成為單一、獨(dú)立或分離的納米碳管，以獲得高純度及高均勻性的納米碳管，使納米碳管更容易植入有機(jī)或無機(jī)材質(zhì)當(dāng)中成為新復(fù)合材料，有效解決目前納米碳管在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性上所面臨的難題。
本發(fā)明的納米碳管的分離方法，依序包括有下列步驟a·將纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管置于化學(xué)溶劑當(dāng)中；
b·利用超聲波震蕩納米碳管；c·進(jìn)行磁化處理；d·進(jìn)行萃??；e·進(jìn)行離心處理；f·磁化處理；g·萃取。
于實(shí)施時，是先將納米碳管置于化學(xué)溶劑當(dāng)中，再至少經(jīng)過一次一連串的超聲波震蕩、磁化、萃取、離心處理、磁化、萃取的步驟流程，即可在自纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管當(dāng)中分離出高純度單一、獨(dú)立或分離的納米碳管。
本發(fā)明的納米碳管的分離方法，是以最為經(jīng)濟(jì)、有效的方法確實(shí)將納米碳管從原本量產(chǎn)后纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管，分離成為單一、獨(dú)立或分離的納米碳管，使納米碳管更容易植入有機(jī)或無機(jī)材質(zhì)當(dāng)中成為新復(fù)合材料，以應(yīng)用于一般材料、建筑、航天、3C產(chǎn)品及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

圖1為單一、獨(dú)立或分離的納米碳管架構(gòu)示意圖。
圖2為纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管架構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的分離步驟流程圖。
具體實(shí)施方式
為能清楚本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容，以及實(shí)施方式，茲配合圖式說明如下
參見圖1、2，本發(fā)明的納米碳管分離方法，主要利用超聲波震蕩加上磁化、離心處理等步驟將納米碳管從原本量產(chǎn)后纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管10，分離成為單一、獨(dú)立或分離的納米碳管11，藉以獲得高純度及高均勻性的納米碳管，使納米碳管更容易植入有機(jī)或無機(jī)材質(zhì)當(dāng)中成為新復(fù)合材料，有效解決目前納米碳管在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性上所面臨的難題。
其中，整個分離方法的流程如圖3所示，是依序包括有下列步驟a·首先將纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管10置于化學(xué)溶劑當(dāng)中，其化學(xué)溶劑是可以為PH值5～9的有機(jī)溶劑。
b·利用超聲波震蕩納米碳管，是以頻率20KHZ～1MHZ的超聲波，采用隔水方式對容器當(dāng)中的納米碳管進(jìn)行每一次2～24小時的超聲波震蕩處理。
c·進(jìn)行磁化處理，以磁場強(qiáng)度100～50000高斯的磁力對納米碳管進(jìn)行每一次2～24小時的磁化處理d·進(jìn)行萃取。
e·進(jìn)行離心處理，是以相當(dāng)于1～10倍地心引力的離心力，而RPM為1000～5000(即每分鐘1000～5000轉(zhuǎn))，封納米碳管進(jìn)行每一次2～24小時的離心處理；f·磁化處理，以磁場強(qiáng)度100～50000高斯的磁力對納米碳管進(jìn)行每一次2～24小時的磁化處理；g·萃取，以分離出高純度的納米碳管。
在具體實(shí)施時，上述所有步驟是可以在攝氏10～80度的溫度條件下進(jìn)行，而且可以重復(fù)進(jìn)行一連串的超聲波震蕩、磁化、萃取、離心處理、磁化、萃取的步驟流程，藉以分離出大量高純度的納米碳管，以最為經(jīng)濟(jì)、有效的方法確實(shí)將納米碳管從原本量產(chǎn)后纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管，分離成為單一、獨(dú)立或分離的納米碳管，使納米碳管更容易植入有機(jī)或無機(jī)材質(zhì)當(dāng)中成為新復(fù)合材料，以應(yīng)用于一般材料、建筑、航天、3C產(chǎn)品及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
如上所述，本發(fā)明提供一較佳可行的納米碳管分離技術(shù)，但，以上的實(shí)施例說明及附圖所示，僅是本發(fā)明較佳實(shí)施例，并非以此局限本發(fā)明的保護(hù)范圍，舉凡與本發(fā)明的構(gòu)造、裝置、特征等近似、雷同的，均應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種納米碳管的分離方法，其特征在于是利用超聲波震蕩加上磁化、離心處理的步驟將納米碳管從原本纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管分離成為單一、獨(dú)立或分離的納米碳管架構(gòu)。
2.一種納米碳管的分離方法，其特征在于依序包括有下列步驟a·將纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管置于化學(xué)溶劑當(dāng)中；b·利用超聲波震蕩納米碳管；c·進(jìn)行磁化處理；d·進(jìn)行萃?。籩·進(jìn)行離心處理；f·磁化處理；g·萃取。
3.如權(quán)利要求2所述的納米碳管的分離方法，其特征在于其中是可重復(fù)進(jìn)行一連串的超聲波震蕩、磁化、萃取、離心處理、磁化、萃取的步驟。
4.如權(quán)利要求2所述的納米碳管的分離方法，其特征在于該化學(xué)溶劑是為PH值5～9的有機(jī)溶劑。
5.如權(quán)利要求2所述的納米碳管的分離方法，其特征在于其中利用超聲波震蕩納米碳管步驟是以頻率20KHZ～1MHZ的超聲波，采用隔水方式對容器當(dāng)中的納米碳管進(jìn)行每一次2～24小時的超聲波震蕩處理。
6.如權(quán)利要求2所述的納米碳管的分離方法，其特征在于其中磁化處理步驟是以磁場強(qiáng)度100～50000高斯的磁力對納米碳管進(jìn)行每一次2～24小時的磁化處理。
7.如權(quán)利要求2所述的納米碳管的分離方法，其特征在于其中離心處理步驟是以相當(dāng)于1～10倍地心引力的離心力，以每分鐘1000～5000轉(zhuǎn)的速度，對納米碳管進(jìn)行每一次2～24小時的離心處理。
8.如權(quán)利要求2所述的納米碳管的分離方法，其特征在于其中所有步驟是在攝氏10～80度的溫度條件下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明的納米碳管的分離方法，依序包括有下列步驟a.將纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管置于化學(xué)溶劑當(dāng)中；b.利用超聲波震蕩納米碳管；c.進(jìn)行磁化處理；d.進(jìn)行萃?。籩.進(jìn)行離心處理；f.磁化處理；g.萃取。本發(fā)明是以最為經(jīng)濟(jì)、有效的方法確實(shí)將納米碳管從原本量產(chǎn)后纏繞、糾結(jié)或粘貼成團(tuán)狀或束狀的納米碳管，分離成為單一、獨(dú)立或分離的納米碳管，使納米碳管更容易植入有機(jī)或無機(jī)材質(zhì)當(dāng)中成為新復(fù)合材料，以應(yīng)用于一般材料、建筑、航天、3C產(chǎn)品及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)。
文檔編號C01B31/02GK1970440SQ20051012555
公開日2007年5月30日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者湯仁勢, 楊仲, 汪俊宇 申請人:湯仁勢, 楊仲