本發(fā)明申請(qǐng)主張基于在2015年09月15日遞交的韓國專利申請(qǐng)第10-2015-0130049號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該韓國專利申請(qǐng)文獻(xiàn)中所公開的全部內(nèi)容以引用的方式并入本申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種通過使碳納米管中所含有的雜質(zhì)與含氯化合物反應(yīng)而去除，從而結(jié)晶性得到提高的碳納米管。

背景技術(shù)：

通常情況下，碳納米管(以下稱為“cnt”)是指具有約3至150nm、具體而言約3至100nm的直徑，長度為直徑的數(shù)倍、例如100倍以上的圓柱形碳管。這樣的cnt由碳原子排列的層組成，具有不同形態(tài)的芯。另外，這樣的cnt舉例而言還被稱為碳纖維或者中空碳纖維。

通常情況下，所述的cnt可通過電弧放電法、激光蒸發(fā)法、化學(xué)氣相沉積法等制備。其中，由于電弧放電法及激光蒸發(fā)法難以大量生產(chǎn)、電弧生產(chǎn)費(fèi)用過高或激光設(shè)備購買費(fèi)用等原因，存在著經(jīng)濟(jì)可行性降低的問題。

通常情況下，在化學(xué)氣相沉積法中，通過在高溫的流化床反應(yīng)器內(nèi)，使金屬催化劑顆粒與烴系的原料氣體分散及反應(yīng)，從而生成碳納米結(jié)構(gòu)體。即，金屬催化劑借助原料氣體在流化床反應(yīng)器內(nèi)漂浮的同時(shí)與原料氣體反應(yīng)，從而使碳納米結(jié)構(gòu)體生長。

碳納米管因其特有的手性(chirality)，表現(xiàn)出非導(dǎo)體、導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)。由于碳原子之間通過強(qiáng)力的共價(jià)鍵連接，因此拉伸強(qiáng)度與鋼鐵相比較大約100倍以上，且柔韌性和彈性等十分優(yōu)異，同時(shí)具備穩(wěn)定的化學(xué)特性。由于具有這樣的尺寸和特定的物性，因此在復(fù)合材料的制備中具有重要的產(chǎn)業(yè)意義，同時(shí)在電子材料領(lǐng)域、能源材料領(lǐng)域及其他各個(gè)領(lǐng)域具有較高的可利用性。例如，所述碳納米管可應(yīng)用于如二次電池、燃料電池或超級(jí)電容器(supercapacitor)等電化學(xué)儲(chǔ)存裝置的電極、電磁波屏蔽體、場發(fā)射顯示器或氣體傳感器等。

盡管如此，在使用碳納米管時(shí)，碳納米管制作過程中所使用的催化劑金屬被視為雜質(zhì)，并且存在著由所述的金屬雜質(zhì)引起的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性等基礎(chǔ)物性降低的問題。因此，此時(shí)需要通過只對(duì)碳納米管進(jìn)行純化，使碳納米管的基礎(chǔ)物性提高的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)課題

本發(fā)明通過對(duì)碳納米管中所含有的殘留金屬進(jìn)行去除的工藝，從而提供一種熱穩(wěn)定性顯著提高的碳納米管。

解決課題的方案

為解決本發(fā)明提出的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種碳納米管，其特征在于，所述碳納米管通過如下方法進(jìn)行純化，以使得與純化前的碳納米管相比，用拉曼分光法測得的g帶與d帶的強(qiáng)度比(ig/id)的平均值提高20％以上，所述方法包括以下工序：

使碳納米管中的殘留金屬在真空或惰性氛圍中，在第一溫度(t1)下與含氯化合物反應(yīng)，從而對(duì)所述的殘留金屬進(jìn)行氯化；以及

在高于所述第一溫度(t1)的溫度即第二溫度(t2)下，在惰性氣體或真空氛圍中，蒸發(fā)及去除氯化的殘留金屬。

所述第二溫度(t2)可以為t1+300℃以上。

所述第一溫度(t1)可選自500℃至1000℃，所述第二溫度可選自800℃至1500℃。

另外，經(jīng)過純化的碳納米管的氧化起始溫度，可以為550℃以上。

另外，經(jīng)過純化的碳納米管中殘留的金屬雜質(zhì)含量可以為50ppm以下。

另外，通過與所述含氯化合物反應(yīng)，使殘留金屬蒸發(fā)的純化工藝，可以在n2氣體或真空氛圍中實(shí)施。

另外，所述碳納米管可以使用含鈷(co)的金屬催化劑制備而成，所述金屬催化劑還可以含有選自鐵(fe)、鉬(mo)、釩(v)及鉻(cr)中的一種或多種金屬成分。

另外，所述碳納米管在經(jīng)過純化工藝以后，其co含量可以為40ppm以下。

另外，所述碳納米管可以為在流化床反應(yīng)器中，利用化學(xué)氣相沉積法(cvd)制備的碳納米管。

另外，所述碳納米管可以為纏結(jié)狀(entangle)或束狀(bundle)。

另外，所述含氯化合物可以為氯氣(cl2)氣體或三氯甲烷(chcl3)氣體。

另外，可以在第一溫度為700℃至900℃，第二溫度為900℃至1500℃的溫度條件下實(shí)施所述方法。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明的碳納米管，通過在高溫的溫度條件下與氯化合物反應(yīng)，能夠?qū)κ褂媒饘俅呋瘎┑奶技{米管制備工藝中產(chǎn)生的殘留金屬進(jìn)行去除，由此能夠有效地對(duì)殘留金屬等雜質(zhì)進(jìn)行去除。特別是在相對(duì)較低的第一溫度下進(jìn)行的氯氣處理工序，以及在氮?dú)?n2)或真空氛圍中、在第二溫度下進(jìn)行的氯化金屬去除工序，能夠提高碳納米管中殘留的金屬去除效率。本發(fā)明所涉及的純化工藝，能夠進(jìn)一步提高碳納米管的物性，尤其是因結(jié)晶性改善引起的氧化反應(yīng)穩(wěn)定性及導(dǎo)電性得到提高，從而可用于金屬復(fù)合體及導(dǎo)電性聚合物復(fù)合材料。

附圖說明

圖1表示實(shí)施例1及比較例1中碳納米管純化工藝前后的sem圖像。

圖2表示純化工藝前后碳納米管tem_edx結(jié)果的圖表。

圖3為對(duì)實(shí)施例1與比較例1中的碳納米管比較用拉曼分光法測得的g帶及d帶的圖表。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明說明書及權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語或詞語的解釋，不應(yīng)限定于通常情況或詞典中的含義，發(fā)明人為了以最佳方式對(duì)其本人的發(fā)明進(jìn)行說明，立足于能夠?qū)πg(shù)語的概念進(jìn)行恰當(dāng)定義的原則，因此只能以符合本發(fā)明技術(shù)思想的意義和概念進(jìn)行解釋。

以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中的碳納米管，其特征在于，所述碳納米管通過如下方法進(jìn)行純化，以使得與純化前的碳納米管相比，用拉曼分光法測得的g帶與d帶的強(qiáng)度比(ig/id)的平均值提高20％以上，所述方法包括以下工序：

使碳納米管中的殘留金屬在真空或惰性氛圍中，在第一溫度下與含氯化合物反應(yīng)，從而對(duì)所述的殘留金屬進(jìn)行氯化；以及

在高于所述第一溫度(t1)的溫度即第二溫度(t2)下蒸發(fā)及去除氯化的殘留金屬。

根據(jù)本發(fā)明的從已制備的碳納米管中對(duì)在制備工藝中使用的金屬催化劑所產(chǎn)生的殘留金屬進(jìn)行去除的方法，是利用與含氯化合物在高溫下反應(yīng)使所述的殘留金屬氯化并蒸發(fā)的方法，通過所述方法對(duì)碳納米管進(jìn)行純化，從而能夠改善由殘留金屬等金屬雜質(zhì)引起的物性降低。特別是在熱穩(wěn)定性方面，經(jīng)過純化的碳納米管的氧化起始溫度與純化前相比，即，與包含殘留金屬的碳納米管相比，能夠表現(xiàn)出100℃以上的增加率，因此能夠更加高效地應(yīng)用于可用于高溫環(huán)境下的阻燃劑或金屬復(fù)合劑等中。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一溫度可選自500℃至1000℃，所述第二溫度可選自800℃至1500℃。

另外，所述經(jīng)過純化的碳納米管的氧化起始溫度可以為550℃以上。

另外，經(jīng)過所述純化過程的碳納米管中殘留的金屬雜質(zhì)含量與純化前相比可減少10倍至100倍以上。即，可以認(rèn)為絕大部分的殘留金屬已被去除。所述方法利用被氯化的金屬沸點(diǎn)低于金屬的特性，使經(jīng)過氯化工序液化或氣相的金屬在更高的溫度下全部蒸發(fā)的原理。由于上述方法使用氣相的高溫反應(yīng)，因此具有已制備的碳納米管不受任何物理損傷的優(yōu)點(diǎn)。

以下對(duì)所述碳納米管的純化工藝進(jìn)行更加具體的說明。

該純化方法包括以下工序：使已制備的碳納米管中的殘留金屬，在真空或惰性氣體氛圍中，在第一溫度下與含氯化合物反應(yīng)，從而對(duì)所述的殘留金屬進(jìn)行氯化；及在高于所述第一溫度的第二溫度下，蒸發(fā)和去除氯化的殘留金屬。

根據(jù)一實(shí)施例，所述含氯化合物可以為氯氣(cl2)或三氯甲烷(chcl3)氣體。由于含氯化合物與碳納米管的反應(yīng)性較低，因此可以減少對(duì)已制備的碳納米管的損傷。

引發(fā)所述金屬氯化的第一溫度(t1)可以為500℃至1000℃，更優(yōu)選地，可以為700℃至900℃。在低于500℃的溫度下，碳材料中的催化劑金屬等金屬雜質(zhì)的氯化反應(yīng)會(huì)不順利。

所述金屬的氯化工序后的加熱工序，可以在高于第一溫度(t1)的第二溫度(t2)下實(shí)施。具體而言，t2可以為t1+300℃以上的溫度。所述第二溫度可以在800℃至1500℃范圍內(nèi)，優(yōu)選地，可以為900℃至1500℃，更優(yōu)選地，可以為900℃至1400℃。在900℃以下或低于第一溫度的溫度下進(jìn)行時(shí)，由于氯化金屬的去除反應(yīng)不順利，因此會(huì)使殘留金屬及氯化的金屬殘留在碳納米管中作為雜質(zhì)發(fā)生作用，從而導(dǎo)致碳納米管的物性下降。另外，在高于1500℃的溫度下，可能因殘留金屬發(fā)生催化石墨化，從而不容易去除金屬。

另外，通過使在所述第一溫度下實(shí)施的氯化反應(yīng)維持約10分鐘至1小時(shí)，能夠使殘留金屬的氯化工序更加徹底地得以實(shí)現(xiàn)，且總流量可根據(jù)填充的碳納米管及反應(yīng)器的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述氯化工序后，第二溫度下的氯化金屬蒸發(fā)及去除反應(yīng)可在惰性氣體或真空氛圍下實(shí)施30分鐘至300分鐘。此范圍必須是對(duì)碳納米管不產(chǎn)生影響，并且只去除氯化的殘留金屬的范圍。另外，氯化金屬蒸發(fā)及去除反應(yīng)，可以以交替形成真空氛圍及惰性氣體氛圍的方式進(jìn)行，此方式能夠進(jìn)一步提高去除效率。

另外，所述殘留金屬的氯化反應(yīng)還可以在真空或氮?dú)夥諊邪l(fā)生。更具體地，填充有碳納米管的反應(yīng)器或反應(yīng)爐在真空或氮?dú)夥諊校郎刂恋谝粶囟群笸度牒然衔餁怏w，從而進(jìn)行使殘留金屬氯化的反應(yīng)。此時(shí)，在第一溫度下實(shí)現(xiàn)的氯化工序中，可以主要只發(fā)生金屬的氯化反應(yīng)，通過氯化的殘留金屬的蒸發(fā)的去除反應(yīng)，可以主要只在第二溫度下發(fā)生。此時(shí)，殘留金屬的蒸發(fā)及去除工序，通過中斷含氯化合物的投入，重新將反應(yīng)爐或反應(yīng)器內(nèi)部轉(zhuǎn)換成真空氛圍而進(jìn)行，從而能夠使氯化金屬的蒸發(fā)更加順利。

此時(shí)，所述真空氛圍是指1托以下的壓力，所述惰性氣體是指氮?dú)?n2)、氬氣(ar)等惰性氣體。另外，引起所述蒸發(fā)及去除氯化金屬反應(yīng)的第二工序，可以在500托至800托的壓力下進(jìn)行，優(yōu)選地，可以在600至700托的壓力下進(jìn)行。另外，在第二溫度下進(jìn)行的氯化金屬及氯化合物去除及蒸發(fā)工序中，可交替施加真空及惰性氣體氛圍，能夠以脈沖(pulse)形式施加壓力。具體而言，可以重復(fù)地進(jìn)行如下工序，即，在形成真空至1托后經(jīng)過一定時(shí)間再次投入惰性氣體、施加壓力至500托，之后再次形成真空的工序。通過所述工序，能夠?qū)Φ谝还ば蛑形窗l(fā)生反應(yīng)而殘留下來的殘留金屬進(jìn)行去除，從而能夠進(jìn)一步提高純化效率。

通過所述的方法將殘留金屬去除后，碳納米管金屬雜質(zhì)的含量可以為50ppm以下，并且這種碳納米管中的金屬雜質(zhì)可通過icp分析測定得出。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述碳納米管可以使用含有鈷(co)、鐵(fe)等金屬作為主成分的金屬催化劑。此時(shí)，純化后所述主成分金屬的含量分別可以為40ppm以下，且總含量可以為50ppm以下。

如上所述的碳納米管純化方法可以抑制發(fā)生碳納米管的損傷或斷裂，或者碳納米管固化形成非晶質(zhì)碳物質(zhì)，不僅能夠有效地去除如催化劑金屬等殘留金屬，還能夠在不使用超聲波的情況下進(jìn)行純化，從而能夠抑制碳納米管中產(chǎn)生物理性損傷或斷裂，進(jìn)而能夠提供機(jī)械特性及物性特性得到提高的碳納米管，特別是熱穩(wěn)定性得到顯著提高的碳納米管。

根據(jù)本發(fā)明的碳納米管可以利用負(fù)載催化劑，通過碳供給源的分解的化學(xué)氣相合成法(cvd)使碳納米管生長進(jìn)行制備。并且加載在所述負(fù)載型催化劑上的催化劑金屬，只要是能夠促進(jìn)碳納米管生長的物質(zhì)，則不受特別的限制。

這種催化劑金屬，例如，可以列舉出選自由國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(iupac)1990年建議使用的18族型元素周期表中第3至12族組成的組中的至少一種金屬。其中，優(yōu)選為選自由第3、5、6、8、9、10族組成的組中的至少一種金屬，更優(yōu)選為選自鐵(fe)、鎳(ni)、鈷(co)、鉻(cr)、鉬(mo)、鎢(w)、釩(v)、鈦(ti)、釕(ru)、銠(rh)、鈀(pd)、鉑(pt)及稀土類元素中的至少一種金屬。另外，這些作為催化劑發(fā)生作用的含有金屬元素的化合物，即催化劑金屬前體，只要是催化劑金屬的硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽等無機(jī)鹽類，醋酸鹽等有機(jī)鹽，乙酰丙酮絡(luò)合物等有機(jī)絡(luò)合物、有機(jī)金屬化合物等含有催化劑金屬的化合物，則不受特別地限制。

通過使用這些催化劑金屬及催化劑金屬前體化合物中的兩種以上，而對(duì)反應(yīng)活性進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法已被廣泛使用。例如，可列舉出將選自鐵(fe)、鈷(co)及鎳(ni)的一種或多種的元素，與選自鈦(ti)、釩(v)及鉻(cr)中的元素，以及選自鉬(mo)及鎢(w)的元素進(jìn)行組合。優(yōu)選地，可以為以鈷(co)為主成分，同時(shí)含有選自鐵(fe)、鉬(mo)、鉻(cr)及釩(v)的一種或多種金屬的金屬催化劑。

具體而言，在所述碳納米管生成工藝中所使用的催化劑，可以將催化劑活性金屬前體co(no3)2-6h2o、(nh4)6mo7o24-4h2o、fe(no3)2-6h2o或(ni(no3)2-6h2o)等溶解在蒸餾水中后，利用濕法浸漬(wetimpregnation)將其浸漬在al2o3、sio2或mgo等載體中進(jìn)行制備。

另外，具體舉例而言，所述催化劑可將催化劑活性金屬前體與al(oh)3、mg(no3)2或硅膠(colloidalsilica)等負(fù)載一并用超聲波進(jìn)行處理而制備。

另外，所述催化劑以使催化劑活性金屬前體能夠被順利地溶解的方式，使用檸檬酸(citricacid)、酒石酸(tartaricacid)等螯合劑并采用溶膠-凝膠法進(jìn)行制備，或者將易溶于水的催化劑活性金屬前體通過共沉淀(co-precipitation)進(jìn)行制備。

本發(fā)明方法中，可以通過使所述負(fù)載催化劑與含碳化合物在加熱區(qū)域下接觸從而進(jìn)行制備。

在催化劑的制備過程中，優(yōu)選使用浸漬法制備的負(fù)載催化劑。這是由于當(dāng)使用負(fù)載催化劑時(shí)，催化劑自身的體積密度(bulkdensity)與共沉淀催化劑相比更高，并且不同于共沉淀催化劑，由于10微米以下的微粉較少，可減少流動(dòng)化過程中可能發(fā)生的摩擦(attrition)引起的微粉發(fā)生的可能性，并且由于催化劑自身的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)秀，因此獲得使反應(yīng)器操作穩(wěn)定的效果。

本發(fā)明中可使用的鋁系載體，選自al2o3、alo(oh)及al(oh)3中的一種或多種，優(yōu)選為氧化鋁(al2o3)。另外，所述鋁(al)系載體中還可以包括選自zro2、mgo及sio2中的一種或多種。所述鋁(al)系載體具有球形或馬鈴薯形狀，為了使單位質(zhì)量或體積具有比較大的表面積，可以由具備多孔性結(jié)構(gòu)、分子體結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)或其他適當(dāng)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)組成。

根據(jù)一實(shí)施例，本發(fā)明的cnt合成用負(fù)載型催化劑的制備方法，包括以下工序：

(1)將載體與含有催化劑成分前體及活性成分前體的金屬水溶液進(jìn)行混合，從而形成含有負(fù)載催化劑前體的水溶液；

(2)對(duì)含有所述負(fù)載催化劑前體的水溶液進(jìn)行熟成、浸漬，從而獲取混合物；

(3)對(duì)所述混合物進(jìn)行真空干燥，在所述載體表面上包覆所述催化劑成分及活性成分；以及

(4)對(duì)所述的通過真空干燥得到的產(chǎn)物進(jìn)行煅燒，形成負(fù)載型催化劑。

利用所述催化劑，通過由碳供給源的分解的化學(xué)氣相合成法使碳納米管生長的化學(xué)氣相合成法制備碳納米管。

具體而言，在實(shí)施所述化學(xué)氣相合成法的過程中，可以將所述碳納米管催化劑投入流化床反應(yīng)器中，在500℃～900℃下，注入選自碳原子數(shù)1～4的飽和或不飽和烴中的至少一種碳供給源，或者所述碳供給源與氫及氮?dú)獾幕旌蠚怏w。將碳供給源注入到所述碳納米管制備用催化劑中從而使碳納米管生長的工序，可以實(shí)施30分鐘至8小時(shí)。

所述碳供給源可以為碳原子數(shù)1至4的飽和或不飽和烴，例如乙烯(c2h4)、乙炔(c2h2)、甲烷(c2h4)、丙烷(c3h8)等，但不限定于此。另外，氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w能夠運(yùn)載碳供給源，并且防止碳納米管在高溫下燃燒，并有助于碳供給源的分解。

本發(fā)明中使用負(fù)載型催化劑制備的碳納米管，可以得到粒度分布值(dcnt)為0.5～1.0的馬鈴薯形(potato)或球形(sphere)的集合體形態(tài)。舉例而言，將催化劑成分以及活性成分浸漬在球形或馬鈴薯形的粒狀載體中煅燒得到的催化劑，具有形狀無較大變化的球形或馬鈴薯形。在這樣的催化劑上生長的碳納米管集合體形狀也無較大變化，但具有僅直徑增大的球形或馬鈴薯形的形狀，是其另一特征。其中，球形或馬鈴薯形是指縱橫比在1.2以下的球形、橢球體形的三維形狀。

所述碳納米管的粒度分布值(dcnt)由以下式1定義。

[式1]

dcnt＝[dn90-dn10]/dn50

其中，dn90是指將cnt在蒸餾水中放置3小時(shí)后，利用microtrac粒度分析儀，在吸收(absorbing)模式下在90％標(biāo)準(zhǔn)下測得的數(shù)均粒徑，dn10是指在10％標(biāo)準(zhǔn)下測得的數(shù)均粒徑，dn50是指在50％標(biāo)準(zhǔn)下測得的數(shù)均粒徑。

所述粒度分布值優(yōu)選為0.55～0.95，更優(yōu)選為0.55～0.9。

本發(fā)明中，所述碳納米管可以為扁平率為0.9～1的束狀或非束狀。本發(fā)明中使用的術(shù)語“束(bundle)”只要沒有特別的說明，則是指多根碳納米管平行排列或纏繞形成的束(bundle)或索(rope)形態(tài)?！胺鞘?nonbundle或entangled)狀”是指不具備束或索等固定形狀的形態(tài)。在束狀的情況下，cnt束可具備1至50μm的直徑。

所述扁平率由以下式2定義。

[式2]

扁平率＝貫穿cnt中心的最短直徑/貫穿cnt中心的最長直徑

本發(fā)明的特征在于，所述碳納米管的體積密度(bulkdensity)為80～250kg/m³。具體而言，所述體積密度由以下式3定義，并且碳納米管的密度分布提供了本發(fā)明特定的范圍。

[式3]

體積密度＝cnt重量(kg)/cnt體積(m³)

本發(fā)明中，所述碳納米管的平均粒徑可以為100～800μm，碳納米管的單股直徑可以為10～50nm。

使以微粉或雜質(zhì)形態(tài)殘留在具有上述性質(zhì)的碳納米管中的金屬成分在高溫氛圍下與氯化合物反應(yīng)形成金屬氯化物，從而能夠降低其沸點(diǎn)。同時(shí)可以利用使所述金屬氯化物在沸點(diǎn)以上的溫度條件下蒸發(fā)及去除的工序，對(duì)所述碳納米管進(jìn)行純化。通過上述方法制備的碳納米管，能夠提高其物性特性，尤其提高其熱穩(wěn)定性，從而可用于阻燃材料、金屬復(fù)合材料等在高溫環(huán)境中所使用的碳復(fù)合材料中。

實(shí)施例

以下列舉實(shí)施例及比較例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明并非限定于此，其只不過是為了示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加具體的說明。

比較例1

利用cnt合成用含co/fe金屬催化劑，在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模固定床反應(yīng)裝置中，進(jìn)行碳納米管合成試驗(yàn)。具體而言，將所述工藝中制備的cnt合成用催化劑安裝在內(nèi)徑為55mm的石英管的中部后，在氮?dú)夥諊猩郎刂?50℃并維持該溫度，以60sccm的流速流通氫氣，合成2小時(shí)，合成纏結(jié)(非束狀)型的碳納米管聚集體。該碳納米管的形狀示于圖1中。

實(shí)施例1

將所述比較例1中制備的碳納米管20g設(shè)置在煅燒爐中。將煅燒爐抽真空至1托，并使其內(nèi)部升溫至900℃。接下來，供給氯氣(cl2)至680托。然后，升溫至1400℃，并在真空氛圍中維持2小時(shí)后真空冷卻。經(jīng)過純化的碳納米管的形狀示于圖1中。

為了觀察實(shí)施例1及比較例1中碳納米管表面的組成元素變化，測定tem_edx并示于圖2中。通過tem-edx分析設(shè)備，對(duì)碳納米管純化前(比較例1)與純化后(實(shí)施例1)的表面元素進(jìn)行分析的結(jié)果，能夠確認(rèn)在經(jīng)過純化的碳納米管表面，未檢測出除了碳以外的特殊元素。即，純化前后檢測出的峰相同，純化后未生成新的峰。由此可知，沒有出現(xiàn)由純化時(shí)使用的cl引起的碳納米管的變化。

另外，實(shí)施例1及比較例1中，碳納米管基于拉曼分光的ig/id，采用dxr拉曼顯微鏡(dxrramanmicroscope，thermoelectronscientificinstrumentsllc)，在激光波長532nm下測得。所述拉曼分析的結(jié)果示于圖3中，求出ig/id值并示于表1。

【表1】

表1中的結(jié)果顯示，根據(jù)本發(fā)明的純化方法純化的實(shí)施例1中的碳納米管的ig/id值提高了20％以上，這表明經(jīng)本發(fā)明中的方法純化的碳納米管的結(jié)晶性有了顯著的提高。另外，顯現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)偏差及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差％的數(shù)值減小的結(jié)果。首先，它表明了所述純化工藝在全部樣品中得到了均勻?qū)嵤?。其次，它還表明上述純化工藝帶來了提高結(jié)晶性的效果，從而對(duì)全部樣品發(fā)揮出均衡的效果，由此可以制備出具有均質(zhì)的結(jié)晶性的碳納米管。

因此，本發(fā)明中的碳納米管純化方法，能夠提供不影響碳納米管形狀及元素的同時(shí)結(jié)晶性優(yōu)秀的碳納米管。

以上對(duì)本發(fā)明內(nèi)容中的特定部分進(jìn)行了詳細(xì)描述。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯而易見地，上述具體描述只是優(yōu)選的實(shí)施形式而本發(fā)明的范圍并不受限于此。因此，本發(fā)明的實(shí)際范圍應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求項(xiàng)以及其同等含義所定義。

工業(yè)實(shí)用性

根據(jù)本發(fā)明的碳納米管，通過在高溫的溫度條件下與氯化合物反應(yīng)，能夠去除使用金屬催化劑的碳納米管制備工藝中所產(chǎn)生的殘留金屬，并由此能夠有效地去除殘留金屬等雜質(zhì)。特別是，因結(jié)晶性改善導(dǎo)致的氧化反應(yīng)穩(wěn)定性及導(dǎo)電性得到提高，從而可作為金屬復(fù)合體及導(dǎo)電性聚合物復(fù)合材料而使用。