碳纳米管的提纯方法及优缺点
碳纳米管的合成及其在太阳能电池中的应用
碳纳米管的合成及其在太阳能电池中的应用碳纳米管是一种具有众多特殊性质的纳米材料，因其优异的导电性、导热性和机械性能被广泛应用于多个领域。
在太阳能电池领域，碳纳米管被用作电子传输层和光伏材料。
本文将阐述碳纳米管的制备方法，同时分析其在太阳能电池中的应用。
一、碳纳米管的合成方法目前，常用的碳纳米管制备方法主要包括化学气相沉积法、溶胶凝胶法、水热法、机械球磨法等。
其中，化学气相沉积法是最常用的方法。
该方法的步骤如下：首先，准备碳纳米管生长的催化剂。
这里以Fe和Ni为例，它们可以作为气相沉积反应中的催化剂。
然后，在反应室中加入一定量的碳源，通入载气气体和催化剂，再将反应室加热至适当的温度，此时，排出的气体中就会含有碳纳米管。
另一种方法是利用溶胶凝胶法制备碳纳米管。
这种方法需要先制备一种含有碳源的胶体，然后通过热处理的方式使其形成碳纳米管。
水热法是一种通过水热条件打破碳纳米管表面的键来制备碳纳米管的方法。
机械球磨法是将碳纳米管和常规碳基材料一起磨碎来制备碳纳米管。
这些方法各有优缺点，可以根据需要选择适当的方法进行合成。
二、碳纳米管在太阳能电池中的应用太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的器件，其核心是光伏材料。
碳纳米管在太阳能电池中的应用，主要是作为电子传输层和光伏材料。
具体来说，碳纳米管的应用主要包括以下几个方面。
1. 电子传输层在一些有机太阳能电池中，传输电子的层是由常规有机材料制成。
如果使用碳纳米管作为电子传输层，则可以提高电子传输的效率，进而提高太阳能电池的光电转化效率。
此外，碳纳米管能够增加太阳能电池的稳定性和寿命。
2. 光伏材料碳纳米管还可以用作光伏材料，其主要原理是碳纳米管能够吸收光能，并将其转化为电子或空穴。
此外，称作共轭聚合物的碳纳米管，其带隙比一般半导体较小，因此更易于电子激发和传输。
这些特性使得碳纳米管成为一种颇有前途的光伏材料。
3. 多项材料应用最近的研究表明，在太阳能电池中，将多种材料结合到一起，可以提高太阳能电池的效率。
碳纳米管制备及其在催化反应中的应用
碳纳米管制备及其在催化反应中的应用随着人们对环保意识的不断提高和能源安全问题的日益突出，新能源的研究和成果引起了广泛关注。
而催化反应作为新能源研究领域中十分重要的一项技术，受到了越来越多的关注和重视。
在催化反应中，碳纳米管作为催化剂的应用越来越受到研究者们的推崇。
那么，碳纳米管制备及其在催化反应中的应用又有哪些优势呢？一、碳纳米管制备的方法碳纳米管制备的方法通常有三种：电化学氧化还原法、化学气相沉积法和化学液相沉积法。
电化学氧化还原法是将碳纤维浸泡在电解质溶液中进行电化学反应，从而得到碳纳米管。
化学气相沉积法是利用气体反应生成碳纳米管，需要高温且操作难度大。
化学液相沉积法是在有机溶剂中加入碳源和催化剂，通过化学反应合成碳纳米管，需要的温度较低，操作简便。
二、碳纳米管在催化反应中的应用碳纳米管具有高比表面积、优异的电导率和高度的化学稳定性等一系列优秀的物理和化学性质，所以被广泛应用于各种催化反应中。
以下是碳纳米管在催化反应中的应用案例：1. 碳纳米管作为催化剂应用于杂环合成反应中。
杂环化合物具有广泛的生物活性，可应用于制药和农业领域。
碳纳米管由于其高度的稳定性和良好的催化活性，被广泛应用于杂环合成反应中。
研究结果表明，采用碳纳米管作为催化剂可以获得较高的收率和选择性，因此碳纳米管在杂环合成反应中有着广泛的应用前景。
2. 碳纳米管作为催化剂应用于燃料电池中。
燃料电池是一种高效、环保的新型能源，碳纳米管由于其高度的导电性和良好的催化作用，在燃料电池中被广泛应用。
研究人员发现，采用碳纳米管作为燃料电池的阴极催化剂，可大幅提高燃料电池的效率和稳定性。
3. 碳纳米管作为载体应用于纳米催化反应。
纳米催化反应是一种高效、环保的新型反应，因为其催化效率高、催化剂用量小，因此受到广泛关注。
而碳纳米管由于其高度的化学稳定性和优良的载体作用，被广泛用作纳米催化反应的载体。
研究表明，碳纳米管作为载体可以显著提高催化剂的稳定性和活性，因此在纳米催化反应中具有广泛的应用前景。
碳纳米管的制备及其性能研究
碳纳米管的制备及其性能研究碳纳米管是一种非常有前景的纳米材料，其特异的电学、热学和力学特性具有广泛的应用前景。
因此，研究碳纳米管的制备方法和性能具有重要意义。
本文将对碳纳米管的制备方法和性能进行探讨。
一、碳纳米管的制备方法1、电弧放电法电弧放电法是最早被用于碳纳米管制备的方法。
该方法是利用两根导电杆在惰性气氛下进行电弧放电，使原料石墨蒸汽按照一定的温度梯度沉积在导电杆上。
在导电杆上形成的沉积物就是碳纳米管。
电弧加热的方法可以实现高温、高压、高速度的碳化过程，产生高纯度的碳纳米管。
但是，该方法的缺点是需要高温条件，且碳纳米管的单一性不够理想。
2、化学气相沉积法化学气相沉积法是在一个加热炉中，将碳源和催化剂共同加热，以高温下在惰性气氛下产生的热化学反应来制备碳纳米管。
该方法的优点是制备过程可以控制，且可以获得高纯度、高晶化度的碳纳米管。
缺点是需要特殊设备，成本较高。
3、化学还原法化学还原法是通过还原剂将金属盐还原成金属颗粒，并在一定的热环境下，用碳源产生化学反应制备碳纳米管。
该方法简单、操作方便，但设备要求不高，成本较低，但碳纳米管质量不够理想。
二、碳纳米管的性能研究1、导电性碳纳米管具有极高的导电性，因为其结构本身就是高度有序的纳米管状结构。
碳纳米管有丝状、多层、单层等多种不同的结构形式，不同的结构形式的导电性也不同。
2、力学性碳纳米管具有极高的力学性能，因为其具有极高的强度和韧性。
碳纳米管的力学性质研究为制备高强度、高韧性的材料提供了新的思路。
同时，碳纳米管的强度和韧性也与其结构有密切关系。
3、热学性碳纳米管的热学性质是基于其导热性和比热容来描述的。
由于碳纳米管有着极小的截面积和长的长度，因此具有极高的导热性。
同时，其比热容也相对较小，使其能够很快地从高温状态回复到室温状态。
四、结论总之，制备碳纳米管是非常有前景的研究领域，其有着广泛的应用前景。
本文就碳纳米管的制备方法和性能进行了简要介绍，但是由于篇幅有限，还未涉及到其许多其他的应用领域。
碳纳米管的制备方法和应用
碳纳米管的制备方法和应用碳纳米管是由纳米级的碳原子构成的一种纳米材料，具有独特的物理和化学性质，被广泛应用于各个领域。
本文将探讨碳纳米管的制备方法以及其在材料科学、电子学和生物医学中的应用。
一、碳纳米管的制备方法目前，常见的碳纳米管制备方法主要有化学气相沉积法、电化学沉积法、电弧放电法和碳热还原法等。
化学气相沉积法是制备碳纳米管最常用的方法之一。
该方法利用金属催化剂（如铁、铜等）和含碳的气体（如一氧化碳、甲烷等）在高温下反应，生成碳纳米管。
这种方法可以控制碳纳米管的尺寸和结构，制备出高质量的碳纳米管。
电化学沉积法是一种较为简单和经济的制备方法。
通过在电极表面施加电压，使金属离子在电极上还原并沉积成碳纳米管。
这种方法可以在常温下进行，对环境友好，但产出的碳纳米管质量较低。
电弧放电法是一种高温高压条件下制备碳纳米管的方法。
通过在金属电极之间施加高电压，形成电弧放电，使电极表面的碳物质蒸发并在高温高压下形成碳纳米管。
这种方法制备出的碳纳米管尺寸较大，结构较不规则。
碳热还原法是使用碳源将金属氧化物还原成金属，并在高温下生成碳纳米管。
这种方法能够制备出高纯度的碳纳米管，但操作条件较为复杂。
二、碳纳米管在材料科学中的应用由于碳纳米管具有优异的力学性能、导电性和热导性，因此在材料科学中有广泛的应用。
碳纳米管可以添加到复合材料中，提高材料的力学性能和导电性。
此外，碳纳米管还可以用于制备超级电容器和锂离子电池，因为其具有较大比表面积和良好的电化学性能。
另外，由于碳纳米管具有较高的比表面积和孔隙结构，可以用作吸附剂来去除水和气体中的有害物质。
碳纳米管的应用还延伸到柔性电子学和传感器领域，用于制备柔性显示器件和高灵敏度的传感器，如压力传感器和化学传感器等。
三、碳纳米管在电子学中的应用碳纳米管由于其独特的电子性质，被广泛应用于电子学领域。
碳纳米管可以用作场发射源，用于制备高亮度和高分辨率的显示器件。
此外，碳纳米管也可以用于制备柔性电子器件，如柔性电池和柔性晶体管等，具有重要的应用价值。
碳纳米管材料的制备及性能研究
碳纳米管材料的制备及性能研究碳纳米管是一种非常特殊的材料，它们具有很多我们想象不到的奇妙性质，比如强度高、导热性好、电学性能卓越等。
这些性质让碳纳米管可以在多个领域中得到广泛的应用，如电子学、光学、生物学等。
因此，研究碳纳米管材料的制备及性能对于发展高科技行业具有十分重要的意义。
1. 碳纳米管制备的方法碳纳米管的制备方法主要分为化学气相沉积、电化学沉积、物理气相沉积、溶胶-凝胶法等。
其中，化学气相沉积是目前最为常用的制备方法。
在这种方法中，碳源先被放入高温炉中加热，从而使其开始分解并放出碳原子。
接着，这些碳原子会在炉中形成纳米管的结构。
这样做的好处在于，可以通过改变炉中气体的种类和浓度来控制纳米管的尺寸和结构，因此该方法是非常灵活的。
2. 碳纳米管的性能研究碳纳米管的性能非常丰富，主要有以下几种:（1）强度高：碳纳米管的强度非常高，在力学方面表现得非常出色。
研究表明，当压缩或拉伸纳米管时，它们可以承受非常大的应力而不容易变形或断裂。
（2）导热性好：碳纳米管的导热性极佳。
研究表明，碳纳米管的导热系数远高于任何其他材料，因此碳纳米管可以在微电子和纳米器件中广泛应用。
（3）电学性能卓越：碳纳米管的电学性能也非常好。
由于其表面积大而又能够导电，它可以被用于制造纳米电极和传感器。
（4）生物相容性好：由于碳纳米管的物理和化学性质与人体组织相似，因此被认为在医学应用中具有巨大的潜力。
3. 碳纳米管的应用由于其杰出的性能，碳纳米管被用于众多领域，比如：（1）纳米电子学：碳纳米管被用于制造纳米电子学器件，如场效应管、晶体管、逻辑门等。
（2）纳米机械学：碳纳米管被用于制造纳米机械，如纳米机械臂、纳米马达、纳米车和纳米传输带等。
（3）生物医学：由于其生物相容性好，碳纳米管被用于制造生物材料，如人工血管、人工神经等。
总之，碳纳米管的制备和性能研究是高科技领域中必不可少的一部分。
未来，碳纳米管的应用将会更加广泛，因此研究碳纳米管的发展和应用前景将会更加广阔。
碳纳米管的制备和应用
碳纳米管的制备和应用碳纳米管是一种形态特殊的纳米材料，具有很大的特殊性能和广泛的应用前景。
它有着极高的强度、韧性、导电性和热稳定性，可以应用于电子、材料、生物等多个领域。
本文将从碳纳米管制备方法、特性和应用方面进行较全面的探讨。
一、碳纳米管制备方法目前，碳纳米管的制备方法主要分为两类：一类是化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）法，另一类是电化学沉积法。
化学气相沉积法（CVD）是一种通过热化学反应生成碳纳米管的方法。
CVD法常常采用钛锆合金、镍、铁等金属颗粒作为催化剂，将具有碳源气体（如甲烷、乙烯等）的反应混合物通过催化剂层，在高温下发生热化学反应，生成碳纳米管。
CVD法可以制备出长而纤细的碳纳米管，且可以在生长过程中控制管径和壁厚。
但是，该法需要高温条件（800~1000℃）下进行，而且需要专业化设备，制造成本高。
电化学沉积法是利用电化学活性物质在电极上还原/氧化所生成的物质与硼酸盐（或磷酸盐）在碳电极表面转移结晶的方法，该方法可以制备高质量和大面积的碳纳米管。
但是，要制备高质量的碳纳米管需要获得良好的碳电极材料，且该方法的制备周期长，难以适应大规模工业化生产。
二、碳纳米管的特性碳纳米管具有很多特殊的物理和化学性质，这些性质导致了碳纳米管在实际应用中的广泛性。
首先，碳纳米管是一种晶体纳米管，而且是一种单元维度很小的材料。
这意味着碳纳米管具有非常好的导电性和导热性，因为碳的导电性能很好，在单个纳米管尺度下的管壁薄到几个原子层之后，其导电性能甚至可以和金属相媲美。
另外，由于碳纳米管是一维纳米结构，其表面积非常大，表面活性很强，好吸附、分散能力很强，是一种优秀的催化剂载体。
其次，碳纳米管的强度也非常高。
因为其由多层碳原子光滑地绕构成，碳原子之间共价键相互作用强，使得整个管道极硬且难以破坏，同时又柔韧兼备，可以延展。
最后，碳纳米管的热稳定性也非常出色。
由于碳原子光合并的强度高，因此管子的化学稳定性强，基本上不会遇到一些化学反应的影响。
碳纳米管的提纯
碳纳米管的提纯碳纳米管的提纯可分为物理提纯和化学提纯。
1、物理提纯：物理提纯是根据碳纳米管与杂质的粒径、形状、电性等物理性质的差异,借助于超声分散、离心分离、微孔过滤、空间排阻色谱法、电泳法等物理方法将CNTs 和杂质相互分离而达到提纯目的。
通常先通过超声分散使黏附在碳纳米管壁上的无定形碳、碳纳米颗粒脱落下来,使覆盖在催化剂颗粒上的石墨层剥离。
然后离心分离,由于碳纳米管比无定形碳、石墨粒子、碳纳米颗粒等杂质的粒度大,所以离心分离时,碳纳米管先沉积下来,而粒度较小的碳纳米颗粒、石墨粒子等却悬浮在溶液之中,将悬浮液在加压或者超声振荡的协助下通过微孔过滤膜,就可以将粒度小于微孔过滤膜孔径的杂质粒子除去。
空间排阻色谱法是根据待纯化样品中分子的大小不同来实现分离。
和一般液相色谱法不同,空间排阻法采用的填充剂是一种表面惰性、含有许多大小不同的孔洞的立体网状物质。
这些孔洞的大小与被分离样品的大小相当,碳纳米管由于分子较大不能进入孔洞而被排斥,随着流动相移动而最先流出;中等大小的分子则渗入到较大孔洞之中,受到较小孔洞的排斥,滞后流出;最小的分子则能渗入到各种尺孔洞之中,完全不受排斥,最后流出。
电泳法是Yamamoto 等利用电泳原理提出的。
该方法根据电泳速率不同将CNTs 与其它杂质颗粒分离,且所得CNTs 未受到损坏。
其做法是先将传统电弧放电法所制备的CNTs 充分分散于异丙醇溶液中,离心除去较大的碎片,然后在充满分散液的容器中放入两个间距为0. 4mm 的共面铝电极。
因为CNTs 有电各向异性这一特征,所以当两个电极之间加上交变电场时,在电场的作用下,CNTs 将向阴极移动,并沿着电场方向进行有规律的定向排列。
研究人员认为电泳法为单根碳纳米管的选择和操作提供了可能。
2、化学提纯：化学提纯包括氧化法和非氧化法，以下是对氧化法的介绍：氧化法是利用氧化剂对CNTs 与杂质之间的氧化速率不同来完成的。
CNTs 的管壁是由六元环碳原子构成,两端通常被五元环、七元环碳原子构成的半球形帽所封闭。
大规模制备碳纳米管技术
大规模制备碳纳米管技术随着科技的迅猛发展，纳米材料已成为人们关注的焦点之一。
碳纳米管是一种非常重要的纳米材料，在材料科学、化学、物理、生物学、医学等领域发挥着重要的作用。
碳纳米管普遍具有强度高、导电性好、热导率高、化学稳定性高等特点，在纳米技术、能源储存、高性能材料等领域具有广阔的应用前景。
大规模制备碳纳米管技术自诞生以来就备受关注，不仅因其是促进碳纳米管实际应用的关键技术之一，而且还因为其直接关系到碳纳米管的成本和质量。
一、现有制备碳纳米管技术的局限性目前制备碳纳米管的主要方法包括化学气相沉积法、电弧放电法、激光热解法、氧化还原法、超临界流体法等。
但是，这些方法都存在一定的局限性。
首先，化学气相沉积法制备碳纳米管时，需要精密的设备和条件，一旦实验条件不当，容易导致碳纳米管质量下降或成本变高。
其次，电弧放电法制备碳纳米管时，电极磨损严重，同时生成的碳纳米管数量也很少。
再者，激光热解法制备碳纳米管时，需要高功率激光器，成本较高。
最后，氧化还原法和超临界流体法制备的碳纳米管质量不太稳定，增加了后续应用过程的风险。
因此，需要寻找新的大规模制备碳纳米管技术。
二、新型制备碳纳米管技术近年来，随着科研人员对于碳纳米管生长机理的深入研究，发现石墨烯原位转化法（In Situ Transformation Method）是一种有潜力的新型碳纳米管制备技术。
该技术利用普通的碳材料为原料，经过氢等气体的刺激，可将原料转化为高质量的碳纳米管。
这种新型技术较传统制备碳纳米管技术具有以下优点：（1）无需使用昂贵的碳纳米管前体材料和设备，降低了碳纳米管制备的成本；（2）操作简单，易于控制，能够大规模制备高质量的碳纳米管；（3）新型技术具有通用性和灵活性，可制备各种类型的碳纳米管，是多种现有技术的综合体。
三、新型技术的应用前景大规模制备碳纳米管技术的成功研发，将为碳纳米管在材料科学、生物医学、电子工业、能源存储等领域的应用提供新途径。
纳米碳管的提纯方法及其优缺点
研究生考试试卷评分考试科目：新材料制备技术课程编号：y09521086专业：姓名:学号：纳米碳管的制备及提纯摘要：近年来碳纳米管的发展取得了相当大的进步，随着大量制备纳米碳管特别是单层纳米碳管的技术日趋成熟，进一步探索纳米碳管的物理、化学性质、提纯逐渐成为研究的重点。
本文总结了纳米碳管的制备工艺，并说明了制备纳米碳管的方法主要有电弧放电法、化学气相沉积法，热解聚合物法、气体燃烧法和激光蒸汽法等。
为了更准确地测量纳米碳管的各种性能及实现其最终的广泛应用，在继续研究制备高纯度纳米碳管技术的同时，对已有低纯度的纳米碳管原料进行分离、提纯和富集日益摆在众多研究人员的日程中来。
目前已有多种提纯纳米碳管的方法被提出，本文根据分离提纯的方式不同，归纳为化学提纯方法和物理提纯方法两大类，并分别介绍了优缺点。
关键词：纳米碳管，制备，提纯，优缺点。
1纳米碳管简介及制备方法碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料。
它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。
层与层之间保持固定的距离，约为0.34nm，直径一般为2～20nm。
由于其独特的结构，碳纳米管的研究具有重大的理论意义和潜在的应用价。
纳米管具有奇异的物理化学性能，如独特的金属或半导体导电性、极高的机械强度、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力等，90年代初一经发现即刻受到物理、化学和材料科学界以及高新技术产业部门的极大重视。
应用研究表明，碳纳米管可用于多种高科技领域。
如用它作为增强剂和导电剂可制造性能优良的汽车防护件；用它作催化剂载体可显著提高催化剂的活性和选择性；碳纳米管较强的微波吸收性能，使它可作为吸收剂制备隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料等。
碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，世界各国均在制备和应用方面投入大量的研究开发力量，期望能占领该技术领域的制高点。
碳纳米管的制备方法研究进展
碳纳米管的制备方法研究进展一、本文概述随着纳米科技的飞速发展，碳纳米管作为一种具有独特结构和优异性能的一维纳米材料，受到了广泛关注。
碳纳米管因其出色的电学、力学、热学等特性，在能源、电子、生物医疗等领域具有巨大的应用潜力。
然而，碳纳米管的规模化制备及其性能优化仍是当前研究的热点和难点。
本文旨在综述近年来碳纳米管制备方法的研究进展，分析不同制备方法的优缺点，探讨未来可能的发展方向，以期为推动碳纳米管的实际应用提供理论支持和技术指导。
文章首先回顾了碳纳米管的基本结构和性质，为后续研究方法的介绍奠定基础。
随后，重点介绍了化学气相沉积法、电弧放电法、激光烧蚀法等多种碳纳米管制备方法的研究进展，分析了这些方法在制备过程中的关键因素及其对碳纳米管性能的影响。
文章还关注了新兴制备方法如溶液法、模板法等在碳纳米管制备中的应用，以及这些方法的创新点和挑战。
通过对已有文献的梳理和评价，本文总结了当前碳纳米管制备领域的主要成果和不足，展望了未来的发展趋势。
未来，随着科学技术的不断进步，碳纳米管的制备方法将更加多样化、高效化，有望为碳纳米管的产业化发展奠定坚实基础。
二、碳纳米管的基本性质碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是一种由碳原子以特定方式排列形成的一维纳米材料，自从1991年被首次发现以来，因其独特的结构和性质，已成为纳米科学和技术领域的研究热点。
碳纳米管的基本性质主要体现在其结构、电学、热学和力学性能上。
结构上，碳纳米管可以看作是由单层或多层石墨烯片卷曲而成的无缝管状结构，这种独特的结构赋予了碳纳米管出色的物理和化学性质。
电学方面，碳纳米管因其特殊的电子结构和量子限域效应，表现出优异的导电性能，既可以是金属性，也可以是半导体性，这取决于其直径和螺旋度。
热学方面，碳纳米管具有极高的热导率，使其成为潜在的散热材料。
力学性能上，碳纳米管具有超高的强度和模量，比钢强而轻，这使得它在复合材料增强和纳米机械等领域具有广阔的应用前景。
大规模碳纳米管的制备和应用
大规模碳纳米管的制备和应用纳米技术是近年来备受瞩目的科技领域，其应用范围越来越广泛，其中碳纳米管的制备和应用也备受关注。
碳纳米管具有轻量、高强度、导电性能好等一系列优点，成为了能够广泛应用的纳米材料之一。
本文将从碳纳米管的制备和应用两个方面进行探讨。
一、碳纳米管的制备碳纳米管的制备方法目前主要有化学气相沉积、电弧放电法、化学剥离法、等离子体增强化学气相沉积等。
其中电弧放电法是最早被发现的制备碳纳米管的方法，但由于制备条件苛刻、产率较低等因素，现在已逐渐被其他方法所取代。
化学气相沉积是制备碳纳米管比较常用的方法之一，主要是通过在一定的气氛下，将适当的碳源物质分解成更小的碳元素，同时控制反应温度和气压，促使碳元素的自发聚合，从而生成碳纳米管。
这种方法可以控制碳纳米管的直径、长度和性质，而产率也比较高，但是对于较大规模的制备来说，其成本较高。
化学剥离法简单，成本较低，但是其制备出的碳纳米管杂质较多，质量难以保证，适用于一些科研试验中的小规模制备。
等离子体增强化学气相沉积的优点是其能够制备出高纯度、高质量的碳纳米管，能够制备较大规模的碳纳米管，同时制备周期较短，速度很快，但是由于其制备过程较为复杂，需要一定的设备，在实际应用中受到限制。
二、碳纳米管的应用1.电子器件由于碳纳米管在尺寸和导电性能上都具有优势，因此其在电子器件方面的应用广泛。
碳纳米管场效应晶体管、电极、存储器等器件的制备应用成为近年来电子信息领域中的热点研究。
2.生物传感器碳纳米管在生物医药领域中也有广泛的应用。
通过将碳纳米管与药物结合，可以研制出具有针对性的新型肿瘤治疗药物，大大降低治疗过程中的副作用。
同时，碳纳米管也可以用于生物传感器领域，例如血糖计、生化传感器等。
3.催化剂碳纳米管作为一种催化剂具有广泛的应用前景。
其与常规催化剂相比，具有活性更高、催化效率更高等优势，可以用于化学工业中，推动环保事业发展。
4.纤维材料碳纳米管的高强度、高弹性、高导电性能，使它成为一种优秀的增强材料。
碳纳米管材料的制备及应用
碳纳米管材料的制备及应用碳纳米管作为一种非常重要的纳米材料，其具有良好的力学、导电和导热性能，因此被广泛地应用于许多领域，包括电子、生物医学和能源等各个领域。
本文将介绍碳纳米管的制备方法和其应用场景。
一、碳纳米管的制备方法1. 化学气相沉积法化学气相沉积法是制备碳纳米管最常见的方法之一。
该方法依靠热解碳源气体在催化剂表面生成碳或石墨烯薄膜，然后卷起形成碳纳米管。
常用的碳源气体包括甲烷、乙烷和乙炔等，催化剂一般采用金属催化剂，包括铜、铁、镍和钴等。
2. 电弧放电法电弧放电法也是一种常见的制备碳纳米管的方法。
该方法使用高强度电弧放电穿过两个电极之间的气体来产生高温和压力，进而形成碳纳米管。
该方法可产生大量的碳纳米管，但其纯度较低，同时还需要高电压和高温。
3. 溶剂热法溶剂热法是一种较新的制备碳纳米管的方法。
该方法通过在有机溶剂中加入碳源和催化剂前体，然后在高温和高压的条件下合成碳纳米管。
该方法的优点是操作简单，可控性强，但生产量较低。
二、碳纳米管的应用场景1. 电子学领域碳纳米管具有非常好的导电性能和韧性，因此在电子学领域中被广泛应用，包括晶体管、场效应晶体管、半导体器件和纳米电子学领域。
2. 生物医学领域碳纳米管具有生物相容性，因此在生物医学领域被广泛应用，包括药物输送、治疗和影像等方面。
此外，碳纳米管通过改变管径和表面化学性质，还能改变其对生物体的相互作用和药物释放效果。
3. 能源领域由于碳纳米管具有高导电性和高能源密度等特点，它们被应用于制备高性能电池、超级电容器和燃料电池等能源领域。
此外，单壁碳纳米管因其优异的传热和导电性能，还能应用于制备高效的热电器件。
三、总结由于碳纳米管的优异性能和广泛的应用场景，它已成为当前纳米材料研究的重要分支。
虽然碳纳米管的制备和应用已经取得了大量的进展，但仍有许多挑战需要克服，例如生产成本、生物相容性和寿命等。
希望在未来的研究中，能够加快碳纳米管的研究和应用。
碳纳米管的制备与应用技巧
碳纳米管的制备与应用技巧碳纳米管作为一种具有特殊结构和优良性能的纳米材料，其制备与应用一直受到科学家们的广泛关注。
本文将深入探讨碳纳米管的制备技术以及其在不同领域的应用，希望能够为读者带来一些有益的思考。
第一部分：碳纳米管的制备技术1. 碳纳米管的化学气相沉积方法化学气相沉积是目前常用的碳纳米管制备方法之一。
该方法通过控制反应条件，在金属催化剂表面使碳源发生热分解，从而生成碳纳米管。
在不同的反应条件下，可以制备出不同结构和性质的碳纳米管。
2. 碳纳米管的电化学沉积方法电化学沉积是一种相对简单且可控性较好的碳纳米管制备方法。
通过将导电基底放置于含有碳源和电解质的溶液中，施加特定电位或电流，在导电基底上沉积碳纳米管。
该方法的优点在于可以精确控制碳纳米管的形貌和尺寸。
3. 碳纳米管的物理气相沉积方法物理气相沉积是一种通过高温炭化碳源材料制备碳纳米管的方法。
在高温条件下，碳源材料会发生热分解，生成碳原子，进而形成碳纳米管。
该方法通常需要较高的温度和真空环境，制备过程相对较为复杂。
第二部分：碳纳米管的应用技巧1. 碳纳米管在电子领域的应用碳纳米管具有优异的导电性能和力学特性，在电子领域具有广泛的应用前景。
例如，可以将碳纳米管作为柔性电子器件的基底材料，制备出具有高灵活性和可扩展性的电子产品。
2. 碳纳米管在能源领域的应用碳纳米管也可以应用于新能源领域。
例如，可以将碳纳米管作为锂离子电池的电极材料，其高比表面积和强大的承载能力可以显著提高电池的能量密度和循环寿命。
3. 碳纳米管在生物医学领域的应用碳纳米管在生物医学领域具有许多独特的特性，例如可以用于细胞成像、药物递送和生物传感等应用。
通过将药物包裹在碳纳米管内，可以实现药物的靶向输送，并提高疗效。
4. 碳纳米管在材料强化领域的应用碳纳米管具有出色的力学性能和化学稳定性，可以作为材料的增强剂。
通过将碳纳米管添加到聚合物基体中，可以显著提高材料的强度、刚度和耐磨性能。
碳纳米管的提纯方法及优缺点
碳纳米管的提纯方法及优缺点纳米碳管的提纯方法及其优缺点碳纳米管由于具有许多异常的力学、电学和化学性能。
因此可以用作纳米电子器件，场发射晶体管，氢储存器件等功能器件。
当前碳纳米管的制备方法主要有石墨电弧法，激光烧蚀法，催化化学气相沉积法(CCVD)。
CCVD法由于操作简单，实验成本低，实验可控，因此是低成本可控制备大量高质量的碳纳米管的理想方法。
大多数制备方法，在制备过程中，通常都会伴随产物产生无定型碳、富勒烯、结晶石墨和金属催化剂等杂质。
这些杂质的存在限制了碳纳米管在功能器件方面的应用。
因此，提纯碳纳米管显得尤为重要。
单壁碳纳米管的提纯方法一般包括色谱法、过滤法、催化剂载体法、选择氧化法，或者这几种方法的组合，利用空气热氧化装置可获得高产率的单壁碳纳米管。
提纯方法还可以采用了流化床，使空气与提纯样品接触更充分。
下面介绍10种碳纳米管的提纯方法及其优缺点。
其中整体分为两大类即：物理提纯法和化学提纯法。
下面的1-7为化学提纯法，整体上是各种氧化及氢化方法。
8-10为物理提纯方法。
1.气相氧化法纳米碳管主要由呈六边形排列的碳原子构成，这种结构和石墨的结构完全一致，因此纳米碳管的管壁可以被看成石墨片层在空间通过360°卷曲而成。
其两端由五边形、六边形、七边形碳原子环组成的半球形帽封闭。
纳米碳管的制备过程中会有碳纳米颗粒、无定形炭等粘附在碳纳米管壁四周，它们有着和封口相似的结构。
六元环五元环、七元环相比，比较稳定。
在氧化剂存在的情况下，五元环和七元环会首先被氧化，而六元环则需要较高温度才能被氧化，因此碳纳米管的氧化温度比碳纳米颗粒、无定形炭、碳纳米球的氧化温度高。
气相氧化法就是利用纳米碳管和碳纳米颗粒、无定形炭、碳纳米球的这一差异，通过精确控制反应温度、反应时间及气体流速等实验参数达到提纯的目的。
气相氧化法根据氧化气氛的不同又可分为氧气（或空气）氧化法和二氧化碳氧化法。
（1）a．空气氧化法Ebbesen将电弧法制备的样品直接在空气中加热，当样品的损失率达到99%以上时，残留的样品基本上全是纳米碳管。
激光蒸发法制备碳纳米管
激光蒸发法制备碳纳米管引言：碳纳米管是一种非常重要的纳米材料，具有独特的物理和化学性质，因此在纳米科技、电子器件、催化剂等领域有着广泛的应用前景。
激光蒸发法是一种常用的制备碳纳米管的方法，本文将介绍激光蒸发法的原理、制备过程以及优缺点。
一、激光蒸发法的原理激光蒸发法是利用高能激光束瞬间作用于碳源，使其蒸发并在高温下形成碳烟，然后通过凝结和沉积过程得到碳纳米管。
激光蒸发法的原理主要包括以下几个方面：1.1 光热效应激光束在碳源上的作用会产生光热效应，即将激光能量转化为热能。
当激光束照射到碳源上时，碳源吸收激光能量，使温度快速升高，从而导致碳源蒸发。
1.2 热解和重排碳源在高温下发生热解和重排反应，形成碳原子团簇。
这些碳原子团簇具有较高的活性，有利于碳纳米管的生成。
1.3 凝结和沉积碳原子团簇在高温下经过凝结和沉积过程，形成碳纳米管。
凝结是指碳原子团簇的聚集和堆积，沉积是指碳原子团簇沉积在衬底上形成碳纳米管。
二、激光蒸发法制备碳纳米管的过程激光蒸发法制备碳纳米管的过程主要包括以下几个步骤：2.1 碳源的选择碳源是激光蒸发法制备碳纳米管的关键。
常用的碳源包括石墨、纳米碳黑等。
碳源的选择要考虑其纯度、结构和形态等因素。
2.2 激光照射选择合适的激光器，将激光束照射到碳源上。
激光束的功率、波长和照射时间等参数需要根据实际情况进行调节。
2.3 凝结和沉积在激光照射下，碳源蒸发并形成碳烟，经过凝结和沉积过程得到碳纳米管。
凝结和沉积过程可以通过调节衬底的温度和形貌来控制碳纳米管的生长方向、形态和尺寸。
2.4 纯化和表征制备得到的碳纳米管需要进行纯化和表征。
纯化可以通过酸洗、高温处理等方法来去除杂质和非纳米管形态的碳物质。
表征可以使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术来观察和分析碳纳米管的形貌、结构和尺寸等特征。
三、激光蒸发法制备碳纳米管的优缺点激光蒸发法制备碳纳米管具有以下优点：3.1 高效性激光蒸发法可以在较短的时间内制备大量的碳纳米管，具有较高的生长速率和生长效率。
纳米碳管地提纯方法及其优缺点
研究生考试试卷考试科目：新材料制备技术课程编号：y09521086专业：姓名:学号：纳米碳管的制备及提纯摘要：近年来碳纳米管的发展取得了相当大的进步，随着大量制备纳米碳管特别是单层纳米碳管的技术日趋成熟，进一步探索纳米碳管的物理、化学性质、提纯逐渐成为研究的重点。
本文总结了纳米碳管的制备工艺，并说明了制备纳米碳管的方法主要有电弧放电法、化学气相沉积法，热解聚合物法、气体燃烧法和激光蒸汽法等。
为了更准确地测量纳米碳管的各种性能及实现其最终的广泛应用，在继续研究制备高纯度纳米碳管技术的同时，对已有低纯度的纳米碳管原料进行分离、提纯和富集日益摆在众多研究人员的日程中来。
目前已有多种提纯纳米碳管的方法被提出，本文根据分离提纯的方式不同，归纳为化学提纯方法和物理提纯方法两大类，并分别介绍了优缺点。
关键词：纳米碳管，制备，提纯，优缺点。
1纳米碳管简介及制备方法碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料。
它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。
层与层之间保持固定的距离，约为0.34nm，直径一般为2～20nm。
由于其独特的结构，碳纳米管的研究具有重大的理论意义和潜在的应用价。
纳米管具有奇异的物理化学性能，如独特的金属或半导体导电性、极高的机械强度、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力等，90年代初一经发现即刻受到物理、化学和材料科学界以及高新技术产业部门的极大重视。
应用研究表明，碳纳米管可用于多种高科技领域。
如用它作为增强剂和导电剂可制造性能优良的汽车防护件；用它作催化剂载体可显著提高催化剂的活性和选择性；碳纳米管较强的微波吸收性能，使它可作为吸收剂制备隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料等。
碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，世界各国均在制备和应用方面投入大量的研究开发力量，期望能占领该技术领域的制高点。
纳米碳管的提纯方法及其优缺点
纳米碳管的提纯方法及其优缺点研究生考试试卷评分考试科目：新材料制备技术课程编号：y09521086专业：姓名:学号：纳米碳管的制备及提纯摘要：近年来碳纳米管的发展取得了相当大的进步，随着大量制备纳米碳管特别是单层纳米碳管的技术日趋成熟，进一步探索纳米碳管的物理、化学性质、提纯逐渐成为研究的重点。
本文总结了纳米碳管的制备工艺，并说明了制备纳米碳管的方法主要有电弧放电法、化学气相沉积法，热解聚合物法、气体燃烧法和激光蒸汽法等。
为了更准确地测量纳米碳管的各种性能及实现其最终的广泛应用，在继续研究制备高纯度纳米碳管技术的同时，对已有低纯度的纳米碳管原料进行分离、提纯和富集日益摆在众多研究人员的日程中来。
目前已有多种提纯纳米碳管的方法被提出，本文根据分离提纯的方式不同，归纳为化学提纯方法和物理提纯方法两大类，并分别介绍了优缺点。
关键词：纳米碳管，制备，提纯，优缺点。
1纳米碳管简介及制备方法碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料。
它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。
层与层之间保持固定的距离，约为0.34nm，直径一般为2～20nm。
由于其独特的结构，碳纳米管的研究具有重大的理论意义和潜在的应用价。
纳米管具有奇异的物理化学性能，如独特的金属或半导体导电性、极高的机械强度、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力等，90年代初一经发现即刻受到物理、化学和材料科学界以及高新技术产业部门的极大重视。
应用研究表明，碳纳米管可用于多种高科技领域。
如用它作为增强剂和导电剂可制造性能优良的汽车防护件；用它作催化剂载体可显著提高催化剂的活性和选择性；碳纳米管较强的微波吸收性能，使它可作为吸收剂制备隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料等。
碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，世界各国均在制备和应用方面投入大量的研究开发力量，期望能占领该技术领域的制高点。
碳纳米管的制备与应用
碳纳米管的制备与应用碳纳米管是一种碳原子以特定结构组装形成的纳米材料，具有高强度、高导电性、高热导率等优良性质，被视为未来材料领域的重要发展方向之一。
本文将分别从碳纳米管的制备和应用两个方面进行探讨。
一、碳纳米管的制备现代科技已经能够制备出不同规格和形态的碳纳米管，主要包括以下几种方法：1. 碳热还原法碳热还原法是制备碳纳米管的传统方法，其核心是将含有碳源的气体通过放电或高温热分解产生碳烟，再经过特定温度条件下的还原、气化、注入等过程得到碳纳米管。
这种方法的优势是制备过程简单、可控性好，但缺点是需要高温高压条件下反复重复操作，具有工艺复杂、成本高等问题。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是通过将含有碳源的气体与金属催化剂反应，使得碳源被催化转化为碳纳米管，其优势在于工艺简单、制备过程易控制，缺点是需要高催化剂浓度条件下反复反应，具有生产过程中催化剂残留、生成的碳纳米管质量不稳定等问题。
3. 电弧放电法电弧放电法通过在氧气或氮气等气氛中以石墨电极为原料进行高温高能的放电反应，使得碳原子以碳纳米管结构组装形式存在，其优势在于能够制备出大面积、高纯度的碳纳米管，缺点是制备过程需要高强度放电条件下操作，存在粒径分布不均等问题。
以上三种方法都能够制备出碳纳米管，但其核心技术和优劣势等存在差异。
未来，人们将继续探索制备更优质、绿色环保的碳纳米管方法。
二、碳纳米管的应用碳纳米管具有优良的物理和化学性质，因此在多种领域具有重要的应用价值。
1. 电子领域碳纳米管具有优异的导电性能，可以用于电路的制作，具有极高的传输速度和低功耗等特点。
此外，碳纳米管还可以用于超级电容器、锂离子电池等电池领域，提高了电池的使用寿命和安全性。
2. 材料领域由于碳纳米管具有高强度、高硬度等特点，因此可以应用于复合材料、纳米增强材料、智能材料等领域。
例如，碳纳米管与高分子复合材料能够制作出超强、高韧、耐疲劳的纤维材料。
3. 生物医学领域碳纳米管与生物分子、细胞等具有优良的相容性和穿透性，能够用于生物分子传感、生物成像、药物传递等应用。
纳米碳管的提纯方法及其优缺点
纳米碳管的提纯方法及其优缺点纳米碳管的提纯方法及其优缺点纳米碳管属于一维纳米材料，是管状的纳米级石墨晶体，由多层或单层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管。
每层纳米管是一个由碳原子通过SP2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形平面组成的圆柱面。
纳米碳管有多壁纳米碳管和单壁纳米碳管两种。
其两者的长径比都很高，可以达到100~1000，最高可达到10000，因此碳纳米管被认为是一维纳米材料。
碳纳米管的制备方法主要有电弧法、催化法、微孔模板法和等离子体法等，在此不一一加以陈述。
在纳米碳管的制备过程中，通常都会伴随产物产生无定型碳、富勒烯、结晶石墨和金属催化剂等杂质。
这些杂质的存在限制了碳纳米管在功能器件方面的应用，因此，提纯碳纳米管也显得尤为重要。
单壁碳纳米管的提纯方法一般包括色谱法、过滤法、催化剂载体法、选择氧化法或是这几种方法的组合；多壁碳纳米管可以通过溴化、氧化等组合处理办法以及湿化学方法获得较高纯度产品。
纳米碳管的提纯方法整体上可以分为两大类，即：物理提纯法和化学提纯法。
化学提纯方法多采用化学氧化法。
这种方法的作用机理为：由于纳米碳管的管壁是石墨层片在空间上进行360°卷曲而成，因而保留了部分石墨层的结构特征。
而五元碳环和七元碳环的插入，引起石墨层的六元环网格卷曲的曲率半径发生改变，形成纳米碳管的管端。
石墨多面体具有和纳米碳管管端相似的集合形状和结构，因此在氧化环境下，六元碳环与五元碳环、七元碳环或局部强烈弯曲处的氧化的速率是不一样的：五元碳环、七元碳环或局部强烈弯曲处的氧化速率明显大于六元环处的氧化速率。
因此处于氧化环境下的纳米碳管原料中，无定形碳、石墨多面体等能率先被氧化掉，而使结构上具有与石墨相似六元碳环的纳米碳管稳定存在。
由其作用机理可以看出，虽然化学氧化方法可以将纳米碳管从其他杂质中有效的分离出来，但无论是哪种氧化剂，都会对纳米碳管结构的完整性造成一定程度的影响。
碳纳米管的制备
碳纳米管的制备
碳纳米管是一种具有极高强度和导电性能的纳米材料，因其独特的性
质在材料科学、电子学、化学等领域得到广泛应用。
碳纳米管的制备
方法有多种，包括化学气相沉积、电弧放电、激光热解等。
本文将重
点介绍化学气相沉积法制备碳纳米管的过程和优缺点。
化学气相沉积法是一种将碳源气体在高温下分解生成碳纳米管的方法。
该方法的基本原理是在惰性气体（如氩气）的保护下，将碳源气体
（如乙烯、丙烯等）引入高温反应室中，通过热解反应生成碳纳米管。
反应过程中，还可以加入催化剂（如铁、镍等）来促进碳纳米管的生长。
最终，通过控制反应条件（如温度、气体流量等），可以得到不
同形态和尺寸的碳纳米管。
化学气相沉积法制备碳纳米管的优点在于可以得到高质量、高纯度的
碳纳米管，并且可以控制其形态和尺寸。
此外，该方法还具有生产效
率高、成本低等优点。
然而，该方法也存在一些缺点，如需要高温反应、反应过程中产生的废气对环境有一定影响等。
总之，化学气相沉积法是一种制备碳纳米管的有效方法，其优点在于
可以得到高质量、高纯度的碳纳米管，并且可以控制其形态和尺寸。
但是，该方法也存在一些缺点需要注意。
未来，随着碳纳米管在各个
领域的应用不断扩大，制备方法的改进和优化将成为研究的重点之一。
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纳米碳管的提纯方法及其优缺点碳纳米管由于具有许多异常的力学、电学和化学性能。
因此可以用作纳米电子器件，场发射晶体管，氢储存器件等功能器件。
当前碳纳米管的制备方法主要有石墨电弧法，激光烧蚀法，催化化学气相沉积法(CCVD)。
CCVD法由于操作简单，实验成本低，实验可控，因此是低成本可控制备大量高质量的碳纳米管的理想方法。
大多数制备方法，在制备过程中，通常都会伴随产物产生无定型碳、富勒烯、结晶石墨和金属催化剂等杂质。
这些杂质的存在限制了碳纳米管在功能器件方面的应用。
因此，提纯碳纳米管显得尤为重要。
单壁碳纳米管的提纯方法一般包括色谱法、过滤法、催化剂载体法、选择氧化法，或者这几种方法的组合，利用空气热氧化装置可获得高产率的单壁碳纳米管。
提纯方法还可以采用了流化床，使空气与提纯样品接触更充分。
下面介绍10种碳纳米管的提纯方法及其优缺点。
其中整体分为两大类即：物理提纯法和化学提纯法。
下面的1-7为化学提纯法，整体上是各种氧化及氢化方法。
8-10为物理提纯方法。
1.气相氧化法纳米碳管主要由呈六边形排列的碳原子构成，这种结构和石墨的结构完全一致，因此纳米碳管的管壁可以被看成石墨片层在空间通过360°卷曲而成。
其两端由五边形、六边形、七边形碳原子环组成的半球形帽封闭。
纳米碳管的制备过程中会有碳纳米颗粒、无定形炭等粘附在碳纳米管壁四周，它们有着和封口相似的结构。
六元环五元环、七元环相比，比较稳定。
在氧化剂存在的情况下，五元环和七元环会首先被氧化，而六元环则需要较高温度才能被氧化，因此碳纳米管的氧化温度比碳纳米颗粒、无定形炭、碳纳米球的氧化温度高。
气相氧化法就是利用纳米碳管和碳纳米颗粒、无定形炭、碳纳米球的这一差异，通过精确控制反应温度、反应时间及气体流速等实验参数达到提纯的目的。
气相氧化法根据氧化气氛的不同又可分为氧气（或空气）氧化法和二氧化碳氧化法。
（1）a．空气氧化法Ebbesen将电弧法制备的样品直接在空气中加热，当样品的损失率达到99%以上时，残留的样品基本上全是纳米碳管。
缺点：此法的提纯收率极低，其原因主要是：碳纳米颗粒、无定形炭、碳纳米球与纳米碳管交织在一起，而且这些杂质和纳米碳管与空气反应的选择性较差。
b. Tohji将电弧法制备的样品先经水热初始动力学法处理及Soxlet萃取后，在空气中加热到743°C，恒温20min，将剩余的产物浸在6M的浓盐酸中以除去催化剂粒子。
此方法提高了提纯收率（样品的损失率为95%,），Tohji等认为HIDE处理可使粘附在单壁碳纳米管上的超细石墨粒子、纳米球及无定形炭脱落，故能够提高提纯物的收率。
（2）二氧化碳氧化法Tsang将含有碳纳米管的阴极沉积物放入一个两端有塞子的石英管中，以20mL/min的流速通入CO2气体，在1120K加热5h后，约有的质量损失，此时部分碳纳米管的球形帽被打开，继续加热，碳纳米颗粒、碳纳米球、无定形炭将被氧化烧蚀掉。
2.液相氧化法液相氧化与气相氧化的原理相同，也是利用纳米碳管比无定形炭、超细石墨粒子、碳纳米球等杂质的拓扑类缺陷（五元环、七元环）少这一差异，来达到提纯的目的。
但是液相氧化法的反应条件较温和，易于控制。
目前主要的氧化剂有：高锰酸钾、重铬酸钾和硝酸溶液等。
Ebbesen将10mg由激光法制备的样品浸在浓硝酸溶液中，超声震荡几分钟后，在磁力搅拌下，于393-403K回流4h，然后进行离心、清洗。
优缺点：这种方法大大降低了样品的损失率（最终产物占初始产物的30-50%），但是该方法提纯后的样品仍含有较大量的催化剂粒子（1%）。
3. 插层氧化法插层氧化法的原理是根据某些金属能够插入到石墨片层之间，形成石墨插层化合物，使原始石墨在空气中氧化的温度降低，另外金属原子也易于在石墨边缘及石墨缺陷处形成插层化合物，故易插入碳纳米颗粒、碳纳米球、无定形炭等杂质中，这样通过使碳纳米颗粒、碳纳米球、无定形炭先与金属氧化物反应生成石墨插层化合物，就可提高纳米碳颗粒与纳米碳管之间反应的选择性，从而有效去除碳纳米颗粒。
Ikazaki等将阴极沉积物在673K下浸在CuCl2-KCl 的混合溶液中一周，然后用去离子水洗去过量的CuCl2和KCl。
为了将石墨插层中的CuCl2还原为金属铜的石墨插层化合物，将洗净的产物在He/H2气氛下，以10K/min速率加热到773K，并在此温度下恒温60min。
将还原后的产物在流动空气下以10K/min加热至823K，则与铜形成石墨插层化合物的碳纳米颗粒、碳纳米球、无定形炭将优先发生氧化还原反应.优缺点：此法是去除石墨粒子的一种有效方法，但对于催化剂粒子则无能为力，且引进了新的杂质。
4. 溴化一氧化提纯法由Chen.Y.K．和M.L.H.Green等人圳提出。
具体方法是：将电弧法合成出的阴极沉积产物(主要是纳米碳管、石墨碎片、石墨多面体微粒和无定形碳的混合物)置于充满了液溴的回流装置中进行初步的处理，然后将这些经过了溴化反应后的碳管样品在空气中进行氧化处理，便可得到重量约为原始样品10％-20％的物质，这些黑色物质即提纯了并且管端开的纳米碳管。
5. 硝酸氧化法A.G.Rinzler等人将单层纳米碳管含量为40％～50％的样品(体积含量)置于处于回流状态的硝酸中进行45 h的氧化处理，24 h后他们发现样品的失重为70％，继续反应则失重较少。
氧化后的残余物质经过多次离心、清洗和烘干后便可得到纯净的单层纳米碳管。
优点:可以大批量地进行单层纳米碳管的分离。
实验研究发现，使用该硝酸氧化法每天可以提纯出克量级的单层纳米碳管，可以极大地满足对纯化了的单层纳米碳管进行深入研究的需要。
6.红外线辐射氧化法Y.Ando和Zhao X等人经过研究发现多层纳米碳管还可以利用红外线辐射加热氧化的方法进行提纯。
将电弧放电法合成出的阴极沉积产物直接放在红外线加热器中进行加热氧化，便可很容易在面积约10 mm2、深度约0．1 mm的阴极沉积物表面范围内得到体积松散的、海绵状和具有高定向性的多层纳米碳管。
7.水热氧化法1996年，K.Tohjl和T.Goto等人[3 发现一种新型提纯单层纳米碳管的方法：水热氧化法。
通过结合富勒烯(C60、C70等)的萃取、金属颗粒的氧化、溶解等方法，可以将产物中的副产品，诸如石墨微粒、无定型碳、富勒烯、金属颗粒逐步去掉。
优点：最终单层纳米碳管的纯度(质量分数)可达到95％。
实验发现，利用水热氧化这种提纯方法，每1g的烟灰至少可以得到2Orng的单层纳米碳管。
8.空间排斥色谱法空间排斥色谱法也称凝胶渗透色谱。
与其他液相色谱方法不同，它是基于试样分子的尺寸和形状不同来实现分离的。
凝胶色谱的填充剂是凝胶，它是一种表面惰性，含有许多不同尺寸的孔穴或立体网状物质。
凝胶的孔穴大小与被分离试样的大小相当。
对于那些太大的分子（如纳米碳管），由于不能进行孔穴而被排斥，所以随流动相移动而最先流出。
小分子则完全相反，它能深入大大小小的孔隙中而完全不受排斥，而最后流出。
中等大小的分子则可渗入较大的孔隙中，但受到较小孔隙的排斥，所以介于上述两种情况之间。
由于无定形炭等杂质的尺寸属于小分子和中等大小分子范围内，所以该方法可有效提纯纳米碳管。
优缺点：不破坏纳米碳管的前提下进行提纯和长度选择的方法，但此法提纯物的纯度不够高。
9.电泳纯化法K．Yamamoto等人利用电泳原理，先将纳米碳管充分分散于异丙醇(IPA)溶液中，离心、去除较大的碎片，然后在充满纳米碳管分散液的容器中放入两个间距为0.4rnrn、共面的铝电极。
由于纳米碳管存在电的各向异性这一特征，因此当在两个铝电极间加入大小为2．2×10 V·m 交变电场时，在电场的作用下，纳米碳管将由原位移动到阴极附近，并沿着电场的方向进行有规律的定向排列。
研究发现，当交变电场的频率在1O Hz～10 MHz之间变化时，纳米碳管在电场作用下定向程度随着交变电场频率的增加而增加。
10.离心和微过滤法（1）离心法由于纳米碳管比超细石墨粒子、碳纳米球、无定形炭等杂质的粒度大，所以在离心时粒度大的纳米碳管受离心力的作用先沉积下来，而粒度较小的纳米碳管、无定形炭、超细石墨粒子、碳纳米球则留在溶液中，使悬浮液在加压下通过微孔滤膜就可使粒度小于微孔滤膜的杂质粒子除去。
优缺点：在超声振荡（使粘附在纳米碳管上的杂质粒子脱落下来）下过滤，经循环实验可提供一种大量非破坏性提纯纳米碳管和纳米粒子的方法，同时通过控制凝絮，为纳米碳管的尺寸选择提供了前景。
两次循环实验后，纳米碳管的纯度仅为90%，表明其纯度不很高。
（2）微过滤法微过滤法也是根据纳米碳管比石墨粒子、无定形炭、碳纳米球等杂质的粒度大来达到分离的目的。
优缺点：该方法仅适用于纯度较高的样品，且提纯物收率不高。
改进的气相氧化法：本小组将由流动催化剂法制备的直径为3-20nm碳管与溴水反应形成溴的石墨插层化合物，然后在流动空气下加热到800K，并在此温度下恒温20min，将氧化后的产物用浓盐酸浸泡以除去催化剂粒子。
总结可将纳米碳管从其它杂质中有效地分离出来，但是化学提纯方法最大的特点是建立在碳管样品中不同组份存在不同氧化温度和条件这一特征基础上被提出来的，而利用氧化方法提纯纳米碳管存在一个最大的缺点，就是在氧化掉其它碳杂质的同时，有相当一部分的纳米碳管管壁或管端也相应被氧化掉，甚至有一些纳米碳管被完全氧化掉。
氧化后残余的纳米碳管无论是管径还是长度都远远小于初始的状态，结构也大大地受到破坏。
因此，化学提纯方法能够有效地分离出高纯度的纳米碳管，但是同时使结构也大大受到破坏。
物理提纯法是一种基于不破坏纳米碳管而又能有效地将纳米碳管分离、提纯出来的方法物理提纯方法的提出解决了纳米碳管的结构受到破坏的问题。
由于组成纳米碳管生成物是由具有不同形态、大小、比重和电磁性的物质混杂在一起构成的，依据其各自的特征采取相应的物理分离手段和仪器，将纳米碳管以外的杂质(无定形碳、石墨多面体、富勒烯、催化剂载体和金属催化剂微粒等)清除出去是完全可行的。
但是，这种基于上述理论而提出的物理分离方法所遇到一个最大的难题就是，纳米碳管和大部分杂质均为碳质，在性能方面的差异事实上并不大，因此目前除了用过滤法能提纯出较纯净的纳米碳管外，其它方法均很难提纯出十分纯净的纳米碳管和单层纳米碳管。
此外，由于部分纳米碳管与石墨多面体是以连体形式存在的，因此单纯用物理方法是不能将这些纳米碳管和石墨多面体分离开的。
碳纳米管的应用前景非常的广泛，如果能够综合以上各种方法的优缺点，研究出一种将物理提纯法和化学提纯法综合起来的提纯方法（简单、纯度高、无其它杂质、价格低廉）将会是非常具有实际应用价值的。