碳纳米管的纯化方法及其装置

【ZL03150121.4】

●摘要

本发明公开了属于纳米材料制备技术领域的利用气相选择性氧化除去碳相杂质的一种碳纳米管的纯化方法及其装置。该装置为纳米聚团流化床反应器，由气体分布器、流化床床体、气固分离器、装料口与卸料口组成。碳纳米管的纯化方法是利用从纳米聚团流化床反应器底部通入的氧化性气体和流化气体，使固体物料处于流化状态，碳纳米管粗产品在被流化的同时发生选择性氧化反应，将无定形碳及包覆在催化剂表面的碳层除掉，从而得到纯化的碳纳米管。采用流化床反应器易于保持均匀的温度场与浓度场，对纯化过程有利。该装置结构简单，处理量大，物料装卸方便，即可间歇操作也可连续操作。

●权利要求

1. 一种碳纳米管的纯化方法，其特征在于：所述碳纳米管的纯化方法是利用从纳米聚团流化床反应器底部通入的氧化性气体和流化气体的冲击力，搅动反应器内的固体物料3，使其流化并发生选择性氧化反应，将碳纳米管粗品中的无定形碳及包覆在催化剂表面的碳层除掉；其纯化过程为：将含有带载体催化剂及碳相杂质的碳纳米管粗品固体物料3从反应器上部的装料口6加入，氧化性气体从流化床反应器床体4底部连续通入，经过气体分布器1后，使碳纳米管粗产品被流化并同时发生选择性氧化反应，残余气体及气体产物经气固分离器5从流化床反应器床体4顶部排出；当氧化性气体用量小，不足以使固体物料流化时，补充惰性气体如氮气作为流化气。反应后的固体物料3从流化床反应器下部的卸料口7卸出。

2.根据权利要求1所述碳纳米管的纯化方法，其特征在于：所述带载体的催化剂为：Fe/MgO、Fe/Al2O3、Fe/SiO2、Fe-Mo/MgO、Ni/MgO，其在反应过程中兼有催化及热载体作用，利于保持反应器内均匀的温度场；反应后可利用相应的酸溶液除去催化剂，得到高纯碳纳米管。

3.根据权利要求1所述碳纳米管的纯化方法，其特征在于：所述氧化性气体为：氧气、空气、CO2、H2O蒸汽。