CN101712469A - 纯化碳纳米管的连续方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了纯化碳纳米管的连续方法和装置。所述纯化碳纳米管的连续方法和装置的特征在于以下第一纯化步骤：将含有氧化剂的碳纳米管液体混合物在压力为50atm～400atm且温度为100℃～600℃的亚临界水或超临界水条件下注入纯化反应器中以获得纯化产物，由此除去无定形碳并生成碳纳米管产物。

Description

纯化碳纳米管的连续方法和装置
相关申请的交叉引用
本发明要求提交于2008年9月30日的韩国专利申请第10-2008-0095856号的优先权，此处通过引用将其并入本文。
技术领域
本发明涉及纯化碳纳米管的连续方法，更具体而言，涉及在亚临界水或超临界水条件下纯化碳纳米管的连续方法。
背景技术
碳纳米管(下文称作CNT)结构最初发现于1991年；并已积极实现了碳纳米管的制造、物理性质和应用。此外，已确认如果在放电时添加Fe、Ni和Co等过渡金属则可制备CNT。全面研究直到1996年借助激光蒸发法制备出可观量的样品才开始。这类CNT采取了具有以纳米尺寸的直径卷绕的石墨表面的中空管形状。此时，根据石墨表面卷绕的程度和结构，将CNT的电学性质划分为导体或半导体。此外，根据石墨壁的数目，可以将CNT划分为单壁碳纳米管SWCNT、双壁碳纳米管DWCNT、薄多壁碳纳米管、多壁碳纳米管MWCNT和绳状碳纳米管。
特别地，CNT具有优异的机械强度和弹性，并且具有化学稳定性、环境友好性以及导电性和半导体性质。此外，CNT的直径为1nm至数十纳米且长度为数微米至数十微米，从而其具有可达约1,000的比任何现存材料都大的长径比。此外，由于CNT具有很大的比表面积，因此它在如下一代信息电子材料、高效能源材料、高容量复合材料和环境友好型材料等各个领域中引起了关注。
然而，由于在CNT的制造过程中除CNT之外还产生如碳物质、无定形石墨和的α碳等杂质，因此很难利用CNT的电学、机械和物理性质。因此，需要有一种纯化大量CNT的连续方法以便在维持CNT的性质的同时扩大在各种用途中的应用范围。CNT纯化技术的实例有如韩国专利第2001-0049298号中采用酸性气体热解来纯化CNT的方法、美国专利第5641466号中通过采用氧化剂的热解来纯化的方法和日本专利第1996-12310号中在较高温度下采用氧化剂的纯化方法。
然而，在上述技术的情形中，热处理所需时间较长，并且到酸处理工序为止的步骤复杂，从而导致耗费过多的时间。
发明内容
本发明的实施方式旨在提供在采用连续装置在亚临界水或超临界水条件下纯化碳纳米管的连续方法，该连续方法无需单独的纯化工序。
为了实现本发明的目标，本发明提供了纯化碳纳米管的连续方法，所述方法包括将含有氧化剂的碳纳米管液体混合物在压力为50atm～400atm且温度为100℃～600℃的亚临界水或超临界水条件下注入纯化反应器中以获得第一纯化产物的第一纯化步骤。
此外，本发明提供了纯化碳纳米管的连续装置，所述装置包含：混合单元，所述混合单元用于通过用循环泵使碳纳米管与含水溶剂混合以形成碳纳米管溶液；用于加热碳纳米管液体混合物的预热器，所述碳纳米管液体混合物通过在50atm～400atm的压力下注入所述碳纳米管溶液的同时使经预热的所述碳纳米管溶液与氧化剂接触并与所述氧化剂混合而形成；第一纯化反应器，在压力为50atm～400atm且温度为100℃～600℃的亚临界水或超临界水条件下将所述液体混合物注入所述第一纯化反应器，从而获得第一纯化产物；降压单元，所述降压单元用于经由将所述纯化产物冷却至0℃～100℃的温度的冷却装置使所述纯化产物降压至1atm～10atm；和产物储存容器，所述产物储存容器用于回收经所述降压单元降压的所述产物。
此外，本发明提供了根据所述连续方法纯化的碳纳米管。
附图说明
图1是根据本发明的一个优选实施方式的纯化碳纳米管的连续方法的流程图。
图2是根据本发明的一个优选实施方式的包含过滤装置的纯化碳纳米管的连续装置的流程图。
图3是根据本发明的一个优选实施方式的纯化碳纳米管的连续装置的流程图。
图4a和4b是根据比较例1的碳纳米管的扫描电子显微镜SEM照片，所述碳纳米管对各个放大率而言都没有纯化。
图5a和5b是根据实施例2的碳纳米管的扫描电子显微镜SEM照片，所述碳纳米管对各个放大率而言都已纯化。
图6a和6b是根据实施例1的碳纳米管的扫描电子显微镜SEM照片，所述碳纳米管对各个放大率而言都已纯化。
图7a和7b是根据比较例1的碳纳米管的透射电子显微镜TEM照片，所述碳纳米管对各个放大率而言都没有纯化。
图8a和8b是根据实施例2的碳纳米管的透射电子显微镜TEM照片，所述碳纳米管对各个放大率而言都已纯化。
图9a和9b是根据实施例1的碳纳米管的透射电子显微镜TEM照片，所述碳纳米管对各个放大率而言都已纯化。
[主要元件的具体说明]
10：循环泵
20：CNT溶液用高压灌注泵
30：氧化剂用高压灌注泵
40：热交换器
50：酸溶液用高压灌注泵
60：冷却装置
70：过滤压力控制装置
80：压力控制装置
100：混合单元
200：预热器
310：第一纯化反应器
330：第二纯化反应器
410：第一过滤单元
430：第二过滤单元
500：滤液储存容器
600：降压单元
700：产物储存容器
具体实施方式
下文将对本发明进行阐述，参考附图从以下实施方式的描述中本发明的优点、特征和方案将变得显而易见。在附图中，应注意相同的组件或部件可以以相同的附图标记表示。在对本发明进行说明时，略去了对有关已知功能或结构的说明以便使本发明的主旨显而易见。
在本说明书中，当表达所涉及的含义中的制备和材料的内在容差时使用“大约”、“基本上”等术语作为近似该数值的数值或含义，并使用这些术语来防止不负责任的侵权者使用其中公开了正确数值或绝对数值以便帮助理解本发明的教导。
图1是根据本发明的一个优选实施方式的碳纳米管的连续纯化方法的流程图。参考图1，根据本发明的碳纳米管的纯化可以以下列步骤进行：碳纳米管溶液制备步骤S100、碳纳米管溶液注入步骤S200、氧化剂注入步骤S300、预热步骤S400、第一纯化步骤S500和冷却步骤S800；此外，在第一纯化步骤S500之后还可进行酸溶液注入步骤S600和第二纯化步骤S700，并且在冷却步骤S800之后进行过滤步骤S911、产物回收步骤S913和降压步骤S915或者降压步骤S931和产物回收步骤S933。
图2是显示根据本发明的一个优选实施方式的其中包含过滤装置的纯化碳纳米管的连续装置的流程图。参考图2，根据本发明的纯化碳纳米管的连续装置包含混合单元100、预热器200、第一纯化反应器310、第一过滤单元410、第二过滤单元430和滤液储存容器500，此外还可包含紧接第一纯化反应器310的第二纯化反应器330。
图3是显示根据本发明的一个优选实施方式的纯化碳纳米管的连续装置的流程图。参考图3，根据本发明的另一个实施例的其中包含降压单元的纯化碳纳米管的连续装置还可包含混合单元100、预热器200、第一纯化反应器310、降压单元600和产物储存容器700，此外还可包含紧接第一纯化反应器310的第二纯化反应器330。
本发明可以包括第一纯化步骤和第二纯化步骤，在第一纯化步骤中通过在压力为50atm～400atm且温度为100℃～600℃的亚临界水或超临界水条件下注入包含氧化剂的碳纳米管液体混合物而在纯化反应器中形成纯化产物，而在第二纯化步骤中通过使第一纯化产物与酸溶液反应而除去无机物质。
通过在将碳纳米管溶液注入位于第一纯化反应器310前端的预热器200内的同时注入氧化剂以使其与所述碳纳米管溶液接触而形成含有氧化剂的碳纳米管液体混合物。此时，将所述碳纳米管液体混合物注入预热器200中然后在200℃～370℃的温度下进行预热步骤S400。
具体而言，所述碳纳米管的连续纯化方法的特征在于：在碳纳米管溶液制备步骤S100中通过循环泵10使碳纳米管和溶剂在混合单元100中循环以制备碳纳米管溶液，在碳纳米管溶液注入步骤S200中通过CNT溶液用高压灌注泵20在50atm～400atm的压力下将所述碳纳米管溶液注入位于第一纯化反应器前端的预热器200，同时在氧化剂注入步骤S300中通过氧化剂用高压灌注泵30在50atm～400atm的压力下注入氧化剂，然后将通过使氧化剂与碳纳米管溶液接触而形成的碳纳米管溶液与氧化剂的液体混合物注入预热器200中并在200℃～370℃的温度下进行预热步骤S400。
在碳纳米管溶液制备步骤S 100中，在制备氧化剂与碳纳米管的液体混合物之前，将含碳纳米管和溶剂的碳纳米管溶液注入混合单元100内并通过循环泵10制备。CNT溶液中所含的溶剂必须含水并且可以选自由C1～C20的脂肪醇、二氧化碳及其组合组成的组。
CNT优选选自由单壁CNT、双壁CNT、薄多壁CNT、多壁CNT、绳状CNT及其组合组成的组。
此外，CNT的含量相对于溶剂至少为0.0001重量份且优选为0.001重量份～19重量份。如果CNT少于0.0001重量份，则CNT的回收量会过少。
在通过CNT溶液用高压灌注泵20在50atm～400atm的压力下将CNT溶液注入预热器200时，CNT溶液与使用氧化剂用高压灌注泵30在50atm～400atm的压力下注入的氧化剂接触，因而CNT溶液与氧化剂在热交换器40的前端混合，然后将CNT溶液与氧化剂的液体混合物注入预热器200内并在100℃～370℃的温度预热。
如果通过高压灌注泵注入CNT溶液和氧化剂时的压力小于50atm，则很难将CNT溶液和氧化剂注入预热器200及第一纯化反应器内。另一方面，如果压力大于400atm，则由于压力较高而造成能量损失。
此外，碳纳米管溶液还含有化学式1的硝基化合物。
[化学式1]
R-(NOx)y
其中，R是C1～C7的烷基或C6～C20的芳基，x和y独立地为1～3的整数。所述硝基化合物优选为硝基甲烷、硝基乙烷或硝基丙烷。
所述硝基化合物的含量为0.00001mol/L～3mol/L，如果所述硝基化合物少于0.00001mol/L，则无法有效地纯化碳纳米管；而如果所述硝基化合物多于3mol/L，则由于在除去无机物质和无定形碳时可能使碳纳米管受损，因而无法确保理想的产率。
预热器200用于预热所述液体混合物以便在后述亚临界水或超临界水条件下处理所述液体混合物之前使第一纯化反应器310和/或第二纯化反应器330的温度均匀。
因此，在预热器200的前端设置有热交换器，预热器200负责对CNT和氧化剂的液体混合物进行预热。热交换器40负责在亚临界水或超临界水条件下最终冷却纯化产物之前进行初步降温以避免在随后的冷却中消耗能量而引起能量损失。如果温度低于100℃，则温度在所述临界条件下进一步上升以致无法避免能量损失，而如果温度高于370℃，则超出预热效率的升温所需的能量甚至增加以致没有必要提供热交换器。
同时，所述氧化剂可以选自由氧气、空气、臭氧、过氧化氢、硝基化合物、硝酸氧化物及其组合组成的组。相对于碳纳米管液体混合物内CNT的碳当量而言，所述氧化剂的含量可以为0.001当量～10当量。
可将在CNT由氧化剂氧化之前CNT溶液中所含的如纳米碳、无定形碳和α碳等杂质氧化并除去。这是因为与CNT相比，纳米碳、无定形碳和α碳具有与氧化剂的高反应性以致它们与氧化剂的反应速度很快。即，所述杂质因不同尺寸的颗粒的反应速度的差异而被除去。
因此，如果氧化剂的注入量相对于CNT碳小于0.001当量，则氧化剂无法使CNT均匀氧化以致无法将杂质除去，纯化率较低，而如果氧化剂的注入量大于10当量，也不会使纯化效率明显改善。
将经由预热步骤S400预热的碳纳米管液体混合物运送至第一连续纯化反应器310，在这里在50atm～400atm的亚临界水或超临界水条件下对碳纳米管进行第一纯化步骤S500。此时，亚临界水或超临界水条件下的温度优选为100℃～600℃。
亚临界水条件的压力优选为50atm～260atm且更优选为60atm～260atm。此外，温度优选为100℃～380℃且更优选为200℃～350℃。此时，处理时间优选进行1分钟～30分钟，且更优选为5分钟～15分钟。
同时，超临界水条件中的压力优选为150atm～400atm且优选为210atm～300atm。此外，温度优选为350℃～600℃且更优选为370℃～500℃。此时，处理时间优选进行1分钟～30分钟，且更优选为5分钟～15分钟。
在这样的亚临界水或超临界水条件下，因为氧化剂与如纳米碳、无定形碳和α碳等杂质快速反应，因而可以在短时间内通过氧化除去杂质。因此，纯化效率可能因氧化剂与杂质的反应性的差异而有所不同。
在亚临界水或超临界水条件下的选择是为了控制纯化率，所述选择是指上述温度或压力条件。
本发明的纯化碳纳米管的连续方法还可以包括第二纯化步骤S700，其中使第一纯化产物与酸溶液反应以除去无机物质。由于第二纯化步骤可以进一步清除碳纳米管内的无机物质以及杂质以改善纯化效果，因而能够获得可应用于需要高纯度CNT的FED、LCD背光、高度集成的存储设备和燃料电池等的高品质样品。
在将经由第一纯化步骤S500纯化的第一纯化产物注入第二纯化反应器330之后，在酸溶液注入步骤S600中使用酸溶液用高压灌注泵50在50atm～400atm的压力和100℃～600℃的温度下将酸溶液注入第二纯化反应器330中以除去如金属或催化剂等无机物质。如果注入酸溶液时的压力小于50atm，则很难将酸溶液注入第二纯化反应器330，而如果该压力大于400atm，则因压力较高而造成能量损失并且不再改善纯化率。
此处，根据本发明的纯化碳纳米管的连续方法使得可以在亚临界水或超临界水条件下将酸溶液注入第二纯化反应器的入口部分。
酸溶液与制造碳纳米管时所用的催化剂中所含的金属无机物质反应以形成盐，然后所述盐溶入溶液中，从而将无机物质除去。
因此，酸溶液可以包含选自由硝酸、盐酸、磷酸、硫酸及其组合组成的组中的任何一种酸，并且优选包含硝酸或磷酸。
纯化碳纳米管的连续方法的特征在于将酸溶液以0.00001M～3.0M且优选以0.005M～1.0M注入。如果酸溶液的注入量小于0.00001M，则不能将如无机物质等杂质充分除去，而如果酸溶液的注入量大于3.0M，也不会明显改善除去效率，从而造成材料的浪费。
本发明提供了纯化碳纳米管的连续方法，所述方法包括：将第一纯化产物或第二纯化产物冷却至0℃～100℃的冷却步骤S800；冷却步骤之后的过滤步骤S911；回收过滤产物的回收步骤S913；在回收产物后将其降压至1atm～10atm的降压步骤S915。
在酸溶液注入步骤S600中，在200℃～300℃的温度通过酸溶液用高压灌注泵50将酸溶液注入位于第一纯化反应器310后部的第二纯化反应器330以清除第一纯化产物中的金属无机物质。将设置在预热器200的前端并用于预热CNT溶液的热交换器40再次用于将从第二纯化反应器330排出的第一纯化产物或第二纯化产物初步冷却至100℃～200℃，从而避免能量损失。
将第一纯化产物或第二纯化产物通过热交换器40初步冷却然后通过冷却装置60冷却至0℃～100℃的温度。优选将冷却温度控制在20℃～50℃的温度。
可以通过过滤单元410、430进行过滤步骤S911以过滤第一纯化冷却产物或第二纯化冷却产物，所述过滤单元410、430带有平行连接并以切换方式运作的孔隙为0.001μm～10μm的高压过滤器。通过过滤步骤S911可以回收固态的纯化CNT。
过滤单元410、430使产物分为滤液411、431和纯化CNT过滤产物413、433，并且通过过滤压力控制装置70将滤液411、431降压至常压状态并将其输送至滤液储存容器500。可以根据必需容量，平行设置一个或多个过滤单元410、430。
具体而言，在通过平行连接的过滤单元410、430将产物分为CNT过滤产物和滤液时，如果对过滤单元410施加压力而导致其阀门关闭，则将过滤单元430打开以过滤经纯化和冷却的产物，且同时将过滤单元410内的CNT过滤产物413回收并将滤液411输送至滤液储存容器500。
类似地，如果对过滤单元430施加压力而导致其阀门关闭，则将过滤单元410打开以过滤经纯化和冷却的产物，且同时将过滤单元430内的CNT过滤产物433回收并将滤液431输送至滤液储存容器500。以交替方式重复进行所述过滤单元的运作，从而使得过滤可以连续进行。在过滤步骤S911后，对产物进行回收固态过滤产物的产物回收步骤S913然后进行将产物降压至1atm～10atm的降压步骤S915。
另外，纯化碳纳米管的连续方法包括：将第一纯化产物或第二纯化产物冷却至0℃～100℃的温度的冷却步骤S800；将所述产物在冷却后降压至1atm～10atm的压力的降压步骤S931；和回收经降压的产物的产物回收步骤S933。根据所述方法，可以获得液态的纯化碳纳米管。
更具体而言，将通过冷却步骤S800冷却的产物输送至降压单元600并进行降压步骤S931直至压力为1atm～10atm。所述降压步骤如此进行：通过毛细管降压装置初步降压至10atm～100atm，然后通过压力控制装置80最终降压至1atm～10atm。
最后通过经回收步骤S933将经纯化的碳纳米管回收至产物储存器700来完成根据本发明的纯化碳纳米管的连续方法。
用于纯化碳纳米管的连续装置包含：通过循环泵使碳纳米管与含水溶剂混合以形成碳纳米管溶液的混合单元100；加热碳纳米管液体混合物的预热器200，所述碳纳米管液体混合物通过在50atm～400atm的压力下注入所述碳纳米管溶液的同时在100℃～370℃的温度下使经预热的所述碳纳米管溶液与氧化剂混合而形成；第一纯化反应器310，在压力为50atm～400atm的亚临界水或超临界水条件下将所述液体混合物注入所述第一纯化反应器310；经由使纯化产物冷却至0℃～100℃的温度的冷却装置60使纯化产物降压至1atm～10atm的降压单元600；和回收经所述降压单元降压的产物的储存容器700。
此外，本发明的纯化碳纳米管的连续装置还可以包含使经第一纯化反应器纯化的第一纯化产物与酸溶液反应以除去无机物质的第二纯化反应器330。
此外，本发明的纯化碳纳米管的连续装置还设置有位于预热器200前端的热交换器40，其中热交换器40在预热前的碳纳米管液体混合物与纯化产物之间进行热交换。
纯化碳纳米管的连续装置的特征在于所用降压装置带有毛细管降压装置。
纯化碳纳米管的连续装置还包含过滤单元410、430，所述过滤单元410、430带有平行连接且以切换方式运作的孔隙为0.001μm～10μm的高压过滤器。如果高压过滤器的孔隙小于0.001μm，则经纯化的碳纳米管会堵塞过滤器以致会有能量负荷的问题，而如果孔隙大于10μm，则过滤效率减弱以致会有碳纳米管的粉末颗粒不均匀的问题。
本发明提供了通过所述连续方法纯化的碳纳米管。
下文将对本发明的实施例进行具体描述。
实施例1
在将10g碳纳米管和990g蒸馏水投入混合单元100中后，在通过循环泵10使其循环的同时进行搅拌以制备CNT溶液。以CNT溶液用高压灌注泵20将该CNT溶液以13g/分钟的流速流经热交换器40注入预热器200，然后将其预热至220℃～260℃。然后，使压缩至245atm～252atm的压力的气态氧以0.7g/分钟的流速与CNT溶液在预热器200的前端混合。将CNT液体混合物注入温度为280℃～310℃且压力为230atm～250atm的亚临界水条件下的第一纯化反应器310中以使氧气与存在于CNT液体混合物中的纳米碳、无定形碳和α碳反应，从而将CNT第一次纯化。然后，以酸溶液用高压灌注泵50将2.2M的硝酸以13g/分钟的流速注入第二纯化反应器330中，然后使其与由第一纯化反应器310纯化的第一纯化CNT液体混合物反应以除去碳纳米管内存在的如金属等无机物质，从而将CNT第二次纯化。使用扫描电子显微镜SEM和透射电子显微镜TEM确认经纯化的CNT。
比较例1
通过仅对CNT进行与实施例1的第一纯化步骤相同的第一纯化步骤而获得纯化产物。使用扫描电子显微镜SEM和透射电子显微镜TEM确认经纯化的CNT。
实施例2
进行与实施例1的第一纯化步骤相同的第一纯化步骤，不同之处在于第一纯化反应器的温度为340℃～360℃，其后以酸溶液用高压灌注泵50将2.2M的硝基甲烷以13g/分钟的流速注入第二纯化反应器330中并根据如下反应式1使其氧化以通过即时生成的硝酸将CNT溶液第一次纯化，然后通过除去碳纳米管内存在的如金属等无机物质而将CNT溶液第二次纯化。
[反应式1]
NO2CH3+2O2→HNO3+CO2+H2O
*测试方法
1.扫描电子显微镜SEM
S4800型扫描电子显微镜，来自Hitachi。将CNT分散于水上，滴于玻片上，使其完全干燥并对其镀铂，然后用SEM测定。
图4a和4b是根据比较例1的未纯化的碳纳米管的扫描电子显微镜照片，其中图4a是100,000倍放大照片，图4b是50,000倍放大照片。
图5a和5b是根据实施例2的经第一次纯化的碳纳米管的扫描电子显微镜SEM照片，其中图5a是100,000倍放大照片，图5b是50,000倍放大照片。
图6a和6b是根据实施例1的经第一次和第二次纯化的碳纳米管的扫描电子显微镜SEM照片，其中图6a是100,000倍放大照片，图6b是50,000倍放大照片。
如图4a、4b至图6a、6b的结果所示，可以意识到，与图4a和4b相比，图5a和5b中的无定形碳成分被清除得更多，而图6a和6b中的无定形碳和无机成分被清除得更多。
2.透射电子显微镜TEM
JEM-2100F(HR)型透射电子显微镜，来自JEOL。将CNT分散于水上，滴于holic型网格上，使其完全干燥并用TEM测定。
图7a和7b是根据比较例1的未纯化的碳纳米管的透射电子显微镜照片，其中图7a是100,000倍放大照片，图7b是50,000倍放大照片。
图8a和8b是根据实施例2的经第一次纯化的碳纳米管的透射电子显微镜照片，其中图8a是100,000倍放大照片，图8b是50,000倍放大照片。
图9a和9b是根据实施例1的经第一次和第二次纯化的碳纳米管的透射电子显微镜照片，其中图9a是100,000倍放大照片，图9b是50,000倍放大照片。
如图7a、7b至图9a、9b的结果所示，可以意识到，与图7a和7b相比，图8a和8b中的无定形碳成分被清除得更多，而图9a和9b中的无定形碳和无机成分被清除得更多。
如上所述，根据本发明的纯化碳纳米管的连续方法具有以下优点：因为所述方法使用在亚临界水或超临界水条件下无害且易于操作和处理的氧化剂，并且通过连续装置纯化碳纳米管，因而可以缩短制备工序。
此外，可以通过经连续的亚临界水或超临界水工序注入氧化剂从而除去杂质，以便除去碳纳米管溶液内所含的如纳米碳、无定形碳和α碳等碳杂质，并在所述亚临界水或超临界水中注入酸溶液以将所述酸容易地引入无机物质中，从而改善纯化率。
此外，通过所述连续装置可以获得处于液态或固态的根据本发明纯化的碳纳米管。
尽管已针对所述具体实施方式对本发明进行了描述，然而对本领域技术人员显而易见的是，可以在不背离以下权利要求中所限定的本发明的要旨和范围的条件下对本发明进行各种变化和修改。

Claims (20)

1.一种纯化碳纳米管的连续方法，所述方法包括：
将含有氧化剂的碳纳米管液体混合物在压力为50atm～400atm且温度为100℃～600℃的亚临界水或超临界水条件下注入纯化反应器中以获得第一纯化产物的第一纯化步骤。
2.如权利要求1所述的纯化碳纳米管的连续方法，所述方法还包括使所述第一纯化产物与酸溶液反应以除去无机物质获得第二纯化产物的第二纯化步骤。
3.如权利要求1所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，所述亚临界水或超临界水条件下的温度为100℃～600℃。
4.如权利要求1所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，通过在将碳纳米管溶液注入位于所述第一纯化反应器前端的预热器的同时将氧化剂注入并使其与所述碳纳米管溶液接触而制备含所述氧化剂的所述碳纳米管液体混合物，并将所述碳纳米管液体混合物注入所述预热器并在200℃～370℃的温度预热。
5.如权利要求4所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，所述碳纳米管选自由单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、薄多壁碳纳米管、多壁碳纳米管、绳状碳纳米管及其组合组成的组。
6.如权利要求4所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，所述碳纳米管溶液中所含的溶剂选自由水、C1～C20的脂肪醇、二氧化碳及其组合组成的组，并且必须含水。
7.如权利要求6所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，每100重量份的所述溶剂中所述碳纳米管的含量为0.0001重量份～10重量份。
8.如权利要求4所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，所述碳纳米管溶液还含有化学式1的硝基化合物。
[化学式1]
R-(NOx)y
其中，R是C1～C7的烷基或C6～C20的芳基，且x和y独立地为1～3的整数。
9.如权利要求8所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，所述硝基化合物的含量为0.00001mol/L～3mol/L。
10.如权利要求4所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，所述氧化剂选自由氧气、空气、臭氧、过氧化氢、硝酸、硝基化合物、硝酸氧化剂及其组合组成的组。
11.如权利要求4所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，相对于所述碳纳米管液体混合物中的所述碳纳米管的碳当量，所述氧化剂的含量为0.001当量～10当量。
12.如权利要求2所述的纯化碳纳米管的连续方法，其中，所述酸溶液是含有选自由硝酸、磷酸、硫酸、盐酸、氢氟酸及其组合组成的组中的任何一种酸的水溶液。
13.如权利要求1或2所述的纯化碳纳米管的连续方法，所述方法还包括：
将所述第一纯化产物或所述第二纯化产物冷却至0℃～100℃的温度；
冷却后将所述产物降压至1atm～10atm的压力；和
回收经降压的所述产物。
14.如权利要求1或2所述的纯化碳纳米管的连续方法，所述方法还包括：
将所述第一纯化产物或所述第二纯化产物冷却至0℃～100℃的温度；
冷却后过滤所述产物；
回收经过滤的所述产物；和
在回收所述产物后将所述产物降压至1atm～10atm的压力。
15.一种纯化碳纳米管的连续装置，所述装置包含：
混合单元，所述混合单元用于通过用循环泵使碳纳米管与含水溶剂混合来形成碳纳米管溶液；
用于加热碳纳米管液体混合物的预热器，所述碳纳米管液体混合物通过在50atm～400atm的压力下供给所述碳纳米管溶液的同时在100℃～370℃的温度使经预热的所述碳纳米管溶液与氧化剂接触并与所述氧化剂混合而形成；
第一纯化反应器，在压力为50atm～400atm且温度为100℃～600℃的亚临界水或超临界水条件下将所述液体混合物注入所述第一纯化反应器从而获得第一纯化产物；
降压单元，所述降压单元用于经由将所述纯化产物冷却至0℃～100℃的温度的冷却装置使所述纯化产物降压至1atm～10atm；和
产物储存容器，所述产物储存容器用于回收经所述降压单元降压的所述产物。
16.如权利要求15所述的纯化碳纳米管的连续装置，所述装置还包含：
用于通过使所述第一纯化产物与酸溶液反应来清除无机物质的第二纯化器。
17.如权利要求15所述的纯化碳纳米管的连续装置，所述装置还包含位于所述预热器前端的热交换器，其中，所述热交换器在预热前的所述碳纳米管液体混合物与所述纯化产物之间进行热交换。
18.如权利要求15所述的纯化碳纳米管的连续装置，其中，所述降压单元中的降压装置包括毛细管降压装置。
19.如权利要求15或16所述的纯化碳纳米管的连续装置，所述装置还包含：
带有孔隙为0.001μm～10μm的多个高压过滤器的过滤单元，所述高压过滤器平行连接并以切换方式运作，以便过滤经由所述第一纯化反应器和所述第二纯化反应器纯化的所述产物。
20.一种通过权利要求1或权利要求2所述的连续方法纯化的碳纳米管。
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