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碳纳米管高温提纯连续石墨化的原因：

1.早期的提纯技术主要以天然石墨矿为原料进 行研究，开发出了浮选技术进行富集优选。 浮选法获得的天然石墨的纯度并不高，一般在85%~95%。采用碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法等化学提纯技术可以进一步提纯到 99%~99.9%，但该类化学提纯技术均存在污染环境的问题，需要配套环保设备，否则无法适应新时代强化环保生产的需要。

在天然石墨矿开采和提纯的过程中，中国的人造石墨产业开始起步并快速发展， 包括石墨电极、特种石墨、人造石墨粉等。 人造石墨一般采用杂质 较少的焦炭和沥青等为原料，高温石墨化热处理是人造石墨生产工艺的一步重要工序，因此产品在生产过程中完成了高温提纯 ，纯度可达99.95%。配合卤素气体提纯技术，还可以将纯度进一步提升至 99.995%。

进入21世纪后，随着全球工业水平的快速提升，炭-石墨类材料作为基础材料开始大量应用于各行业，对纯度的要求也不断提高。 石墨作为负极材料被大量应用于锂离子电池生产行业，纯度要求提高至 99.98%以上；用于合成人造金刚石的天然石墨原料要求其纯度为99.999%以上，其中B含量更是要求小于 0.01×10-6；用于合成第三代半导体SiC晶圆的石墨粉的纯度要求更是高达 99.9995%以上。为获得更高的纯度，基于高温真空炉的提纯技术开始大量的应用于炭-石墨类材料的提纯生产。

与此同时，国内外高校和行业开展了大量的新型炭-石墨类材料的开发和研究，如炭纤维类材料、碳纳米管和石墨烯等。传统的提纯技术被不断的创 新与开发，得到了各种各样的性能优、纯度高的新型炭-石墨类材料。

2 提纯技术的原理、特点及应用

浮选法是一种针对天然石墨矿进行分离富集 的基础技术。 利用天然石墨自身良好的漂浮特性，通过多段流程的浮选工艺设计，将天然石墨矿中的鳞片石墨或者微晶石墨与共生的高岭土、石英石和云母石等矿物质进行分离。该技术可以将 20%以下的天然石墨矿大幅度富集至纯度为95%的石墨精矿。一般而言，浮选法是天然石墨矿精选提纯的初步提纯，目的是为后续的进一步提纯工作做好准备。

碱酸法由两个化学反应过程组成：熔碱反应和浸酸反应，用于天然石墨的高纯化处理。 熔碱反应是在高温下，采用熔融强碱与天然石墨中酸性 杂质发生化学反应，主要是针对含硅的杂质（如硅酸盐、硅铝酸盐、石英等），生成可溶性盐，再经过水洗溶解去除杂质，使天然石墨的纯度得到进一步提高。 浸酸反应则是采用强酸和天然石墨中的金属氧 化物杂质发生化学反应（金属氧化物杂质不能与碱发生化学反应）， 使金属氧化物杂质转化为可溶性 的盐类，经过水洗溶解后去除。 经过碱酸法提纯，天然石墨可以提纯至 99.9%。

在后期的酸法处理中，Yu-feng Li 等引入微波辅助技术，将 HCl 和 HNO3 按体积比 1∶1 配比，在 1 MPa 压力下，用 800 W 微波处理 25 min， 可以将 95.84% 的天然石墨的纯度高效快速地提升至 99.43%。 以碱酸法为基础，Luciano Andrey Montoro 等学者[8]在120 ℃下用混合酸对碳纳米管纯化反应6h，然后在静态空气中升温至 510 ℃氧化1h，将纳米管的纯度提升到了96%~98%， 实现了金属催化生成的碳纳米管的提纯处理 。

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