CN105502332A - 三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石的纯化方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石的纯化方法及系统，对制备好的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石的混合物进行纯化；通过对现有工艺进行优化设计，将混合物依次经历磁分离、酸化、氧化、碱化和重液分离过程，从而可以去除混合溶液中的金属杂质或金属离子、硅和不定形碳等杂质，达到纯化的目的，在避免大量地反复分离造成生产成本的增加的同时，显著提高了纯化率；进一步地整个纯化过程可以在常温常压条件下采用酸、碱性较小的溶液进行，避免了大量了重复过程，简化了工艺步骤，缩短了工艺时间，克服了现有的强酸、强碱以及高温高压环境重复振荡反应造成设备寿命的缩短的问题，延长了设备的使用寿命，节约了成本。

Description

三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石的纯化方法及系统

技术领域

本发明涉及化工工艺技术领域，具体涉及一种三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法及其纯化工艺系统。

背景技术

石墨烯是由单层SP²杂化碳原子组成的六方点阵蜂窝状二维结构，其结构稳定，具有优良的导电导热特性、良好的机械特性，因而得到了广泛的研究。石墨烯已经被制备出来并应用在能源存储、透明电极、机械驱动器等领域。为了能够进一步开发石墨烯的潜在应用，尤其在能量存储转化方面，除了二维石墨烯薄膜外，三维石墨烯结构也已经能够制备出来，并且，近年来三维石墨烯包覆氧化物、碳材料等材料开始得到广泛研究，例如，三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料，由于三维石墨烯的包覆，显著提高了被包覆的纳米金刚石材料的导电率，并且结合了石墨烯的优良特性，这些复合物的的导电性能会显著增加，在催化、电容器、和储能方面也表现出优良的性能，已成为物理和半导体电子研究领域的国际前沿和热点之一。

通常，制备三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料采用热膨胀法等方法，这些方法所制备得到的产物里，除了该材料，还有其它杂质，例如，不定形碳、残留金属杂质或金属离子、硅杂质等，因此，需要对上述含有该材料的混合物进行纯化处理，将三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料提取出来。

现有的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法包括高温高压条件下，采用强酸和强碱间歇振荡纯化，例如，采用硝酸或硫酸、和双氧水的混合溶液或王水等，通过反复振荡分离、过滤以达到纯化的目的。然而，上述方法得到纯化率并不高，甚至需要大量的反复过滤，增加了生产时间，从而降低了生产效率，增加了生产成本；并且，采用强酸、强碱对纯化的设备具有强烈的腐蚀性，会缩短设备的使用寿命，进一步增加生产成本。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法及其纯化工艺系统，已达到提高纯化率的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法，对含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的混合物进行纯化，其包括以下步骤：

步骤01：对所述混合物进行磁分离过程；

步骤02：对步骤01得到的混合物进行酸化过程；

步骤03：对步骤02得到的混合物进行氧化过程；

步骤04：对步骤03得到的混合物进行碱化过程；

步骤05：对步骤04得到的混合物进行重液分离过程。

优选地，所述步骤04和所述步骤05之间还包括：对步骤04得到的混合物进行再酸化过程。

优选地，所述步骤01中，所述磁分离过程中，采用磁力分离设备和自动控制装置。

优选地，所述步骤02中包括：在所述酸化过程之后还包括对酸化后得到的混合溶液进行过滤清洗。

优选地，所述酸化过程采用弱酸溶液。

优选地，所述步骤03中，所述氧化过程之后还包括对氧化后得到的所述混合溶液进行过滤清洗。

优选地，所述步骤04中，所述碱化过程之后还包括对碱化后得到的所述混合溶液进行过滤清洗。

优选地，所述碱化过程采用弱碱溶液。

优选地，所述步骤05中，所述重液分离过程为离心过程。

本发明还提供了一种用于三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化工艺系统，对含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的混合物进行纯化，其包括：

磁分离设备，对所述混合物进行磁分离过程；

酸化单元，包括酸化反应设备和酸化过滤设备；所述酸化设备对从所述磁分离设备出来的混合物进行酸化过程；所述酸化过滤设备对经所述酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

氧化单元，包括氧化反应设备和氧化过滤设备；所述氧化设备对从所述酸化单元出来的混合物进行氧化过程；所述氧化过滤设备对经所述氧化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

碱化单元，包括碱化反应设备和碱化过滤设备；所述碱化设备对从所述氧化单元出来的混合物进行碱化过程；所述碱化过滤设备对经所述碱化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

重液分离单元，包括重液分离设备和提取设备，所述重液分离设备对从所述氧化单元出来的混合物进行重液分离过程；所述提取设备将经所述重液分离过程的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料提取出来。

优选地，所述纯化工艺系统中，所述酸化单元包括第一酸化单元和第二酸化单元；

所述第一酸化单元，包括第一酸化反应设备和第一酸化过滤设备；所述第一酸化设备对从所述磁分离设备出来的混合物进行第一酸化过程；所述第一酸化过滤设备对经所述第一酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

所述第二酸化单元，包括第二酸化反应设备和第二酸化过滤设备；所述第二酸化设备对从所述碱化单元出来的混合物进行第二酸化过程；所述第二酸化过滤设备对经所述第二酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗。

本发明的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法及纯化工艺系统，对纯化工艺进行了优化设计，将混合物依次经历磁分离、酸化、氧化、碱化和重液分离过程，从而可以去除混合物中的金属杂质或金属离子、硅和不定形碳等杂质，达到纯化的目的，在避免大量地反复分离造成生产成本的增加的同时，显著提高了纯化率；并且进一步地整个纯化过程可以在常温常压条件下进行，采用弱酸、弱碱或者酸、碱性较小的溶液分别进行酸化和碱化过程，简化了工艺步骤，缩短了工艺时间，从而避免了现有的强酸、强碱以及高温高压环境造成设备寿命的缩短的问题，对设备腐蚀损伤小，延长了设备的使用寿命，节约了成本。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例的纯化工艺系统的方块图

图2为本发明的一个较佳实施例的纯化工艺系统的方块图

图3为本发明的实施例一的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法的流程示意图

图4为本发明的实施例一的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法的设备关系图

图5为本发明的实施例二的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法的流程示意图

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

如前所述，现有的纯化方法，需要在高温高压条件下，采用强酸、强碱进行间歇性振荡分离，不仅严重腐蚀设备缩短设备寿命，增加工艺时间和增加工艺成本，而且纯化效果也不理想，往往需要大量地反复分离，进一步增加了生产成本；为此本发明提出了一种三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法，对纯化过程进行优化设计，将混合物依次经历磁分离、酸化、氧化、碱化和重液分离过程，在避免大量地反复分离造成生产成本的增加的同时，显著提高了纯化率；并且进一步地整个纯化过程可以在常温常压条件下进行，采用弱酸、弱碱或者酸性、碱性较小的溶液分别进行酸化和碱化过程，从而避免了现有的强酸、强碱以及高温高压环境造成设备寿命的缩短的问题，对设备腐蚀损伤小，延长了设备的使用寿命，节约了成本。

本发明中，对三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料进行制备过程可以具体包括：

步骤L1：设计配方；配方包括各种原料的配比，本实施例中，配方由如下原料组成：三硝基甲苯；黑索金/奥克托金；金属。各原料的配比可以根据实际工艺需要来设定。例如，重量百分比为20的三硝基甲苯；重量百分比为60％的黑索金，以及20％的金属。

步骤L2：根据配方制备出含能材料；

具体的，可以将配方中的各原料混合均匀，然后压制成型，即为含能材料。含能材料的形状可以与反应腔的形状一致，例如，反应腔为球形，则含能材料可以压制成球形，球形含能材料的密度可以大于1.8T/M²；成型的含能材料的形状与反应腔的形状的比例可以为1:(50-100)。这里需要说明的是，含能材料可以为炸药、点火药、起爆药等。

步骤L3：将含能材料装入反应腔中；

具体的，含能材料可以浸入含水容器中，然后将含水容器吊在反应腔中；

步骤L4：触发含能材料合成含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的混合物；

具体的，触发含能材料的方法有很多种，比如雷管触发。通过含能材料产生的高能量，使游离碳反应形成三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料；同时，不可避免地会产生不定形碳、硅、金属粒子等杂质，使得产物为包含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的混合物；需要对该混合物进行纯化，以得到纯度较高的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料。

需要说明是，本发明中的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料还可以采用现有的方法，这是为本领域技术人员可以知晓的，本发明对此不再赘述。

本发明中对制备好的含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的混合物进行纯化，三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法，其包括以下步骤：

步骤01：对混合物进行磁分离过程；

步骤02：对步骤01得到的混合物进行酸化过程；

步骤03：对步骤02得到的混合物进行氧化过程；

步骤04：对步骤03得到的混合物进行碱化过程；

步骤05：对步骤04得到的混合物进行重液分离过程。

本发明还提供一种用于三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化工艺系统，对前续制备好的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的混合物进行纯化，其包括：对混合物依次进行磁分离过程的磁分离设备，进行酸化过程的酸化单元，进行氧化过程的氧化单元，进行碱化过程的碱化单元和重液分离单元；

酸化单元，包括酸化反应设备和酸化过滤设备；酸化设备对从磁分离设备或碱化单元出来的混合物进行酸化过程，例如，可以是耐酸反应釜；酸化过滤设备对经酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗，例如，可以是多孔陶瓷膜；

氧化单元，包括氧化反应设备和氧化过滤设备；氧化设备对从酸化单元出来的混合物进行氧化过程，例如，可以是耐腐蚀反应釜；氧化过滤设备对经氧化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗，例如，可以是多孔陶瓷膜；

碱化单元，包括碱化反应设备和碱化过滤设备；碱化设备对从氧化单元出来的混合物进行碱化过程，例如，可以是耐碱反应釜；碱化过滤设备对经所述碱化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗，例如，可以是多孔陶瓷膜；

重液分离单元，包括重液分离设备和提取设备，重液分离设备对从氧化单元或酸化单元出来的混合物进行重液分离过程，例如，可以是高速离心机等；提取设备将经重液分离过程的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料提取出来。

需要说明的是，本发明的纯化工艺系统还可以包括自动控制设备，用于将各个单元进行自动化控制；以及供水系统，用于向各个单元供应纯净水；还可以包括产物收集容器等。凡是可以执行磁分离过程、酸化过程、氧化过程、碱化过程、重液分离过程的设备、以及过滤清洗的设备均可以应用于本发明。

请参阅图1，为本发明的一个较佳实施例的纯化工艺系统的方块图；在本发明的一个实施例中的纯化工艺系统中包括：

酸化单元，包括酸化反应设备和酸化过滤设备；酸化设备对从磁分离设备出来的混合物进行酸化过程；酸化过滤设备对经酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

氧化单元，包括氧化反应设备和氧化过滤设备；

碱化单元，包括碱化反应设备和碱化过滤设备；

重液分离单元，包括重液分离设备和提取设备，重液分离设备对从氧化单元出来的混合物进行重液分离过程；提取设备将经重液分离过程的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料提取出来。

请参阅图2，为本发明的一个较佳实施例的纯化工艺系统的方块图；在本发明的另一个实施例中的纯化工艺系统中包括：

酸化单元包括第一酸化单元和第二酸化单元；

第一酸化单元，包括第一酸化反应设备和第一酸化过滤设备；第一酸化设备对从磁分离设备出来的混合物进行第一酸化过程；第一酸化过滤设备对经第一酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

第二酸化单元，包括第二酸化反应设备和第二酸化过滤设备；第二酸化设备对从碱化单元出来的混合物进行第二酸化过程；第二酸化过滤设备对经第二酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗。

氧化单元，包括氧化反应设备和氧化过滤设备；

碱化单元，包括碱化反应设备和碱化过滤设备；

重液分离单元，包括重液分离设备和提取设备，重液分离设备对从第二酸氧化单元出来的混合物进行重液分离过程；提取设备将经重液分离过程的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料提取出来。

以下将结合附图3-5和具体实施例对本发明的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。

实施例一

请参阅图3和图4，图3为本发明的实施例一的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法的流程示意图；图4为本发明的实施例一的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法的设备关系图；

本实施例中，对上述所制备的含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的混合物进行纯化，该混合物中包括有金属粒子杂质或金属离子杂质、不定形碳、硅等杂质；本实施例的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法中，整个纯化过程均可以在常温常压下进行，其包括以下步骤：

步骤01：对混合物进行磁分离过程；

具体的，如图4中的虚线框I所示，磁分离过程可以采用磁力分离设备a和自动控制装置，磁分离过程可以初步去除混合物中的大块金属杂质，磁分离的原理为本领域技术人员所知晓的，本发明对此不再赘述。经磁分离过程之后，混合物中的大块金属杂质被去除，然后混合物进入下一步骤02中；

步骤02：对步骤01得到的混合物进行酸化过程；

具体的，如图4中的虚线框II所示，酸化过程可以在常温常压下进行，将混合物置于酸性溶液中，采用的酸性反应物可以为弱酸，也可以为稀释的强酸，比如，亚硫酸，碳酸，次氯酸，氢硫酸等弱酸，或稀释的盐酸等，这是因为稀释的强酸的腐蚀性相对减小，最大限度的减小对酸性设备的腐蚀损伤。酸化过程在酸化设备的酸化反应腔b中进行，该酸化过程可以将混合物中的金属粒子杂质去除包括去除微量金属元素，例如，Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn等；这是由于酸化过程中，酸性溶液可以与金属粒子杂质发生置换反应，将金属粒子杂质转化为氯化物溶液，而不再是固态，便于与呈固态的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料进行分离；举例来说，酸化过程的设备可以包括耐酸反应釜，电导仪；可以采用浓度小于25％的稀盐酸，例如，在5-25％之间，在常温常压条件下，酸化时间为1-5个小时。

在本实施例中，进行酸化过程之后，还包括：对酸化后得到的混合溶液进行过滤清洗。可以采用陶瓷膜c和纯净水对混合溶液进行过滤清洗，从而去除金属粒子杂质。这里，陶瓷膜c的孔径可以为10-200纳米，纯净水的电导率可以小于5μs，所洗的混合溶液的PH值在3-9之间；可以采用自控装置来控制这一过程，本发明对此不作限制。

步骤03：对步骤02得到的混合物进行氧化过程；

具体的，如图4中的虚线框III所示，氧化过程可以在常温常压条件下进行，将混合物置于氧化性溶液中，采用的氧化性溶液可以为硫酸、高锰酸钾、或双氧水等进行氧化还原反应；氧化过程在氧化设备的氧化反应腔d中进行，该氧化过程可以将混合物中的不定形碳去除。反应原理为：在溶液中氧化反应物可以将不定型碳氧化为CO₂气体将其排出。举例来说，氧化过程的设备可以包括耐酸反应釜，电导仪；可以采用浓度小于30％的硫酸、浓度小于30％的高锰酸钾、浓度小于40％的双氧水，在常温常压条件下，氧化时间为1-5个小时。

本实施例中，在氧化过程之后还包括对氧化后得到的混合溶液进行过滤清洗；过滤清洗所采用的过滤装置可以为陶瓷膜e，并采用纯净水，从而得到去除不定型碳之后的混合物。这里，陶瓷膜e的孔径可以为10-200纳米，纯净水的电导率可以小于5μs，所洗的混合溶液的PH值在3-9之间；可以采用自控装置来控制这一过程，本发明对此不作限制。

步骤04：对步骤03得到的混合物进行碱化过程；

具体的，如图4中的虚线框IV所示，碱化过程可以在常温常压条件下进行，将混合物置于碱性溶液中，所采用碱性反应物可以为稀释的强碱溶液，也可以为弱碱溶液，例如，NH₃·H₂O等，或稀释的氢氧化钠；碱化过程在碱化设备的碱化反应腔f中进行，该碱化过程可以将混合物中的硅杂质去除。反应原理为：碱性反应物与硅杂质反应生成硅酸盐而溶于碱性溶液，从而将硅杂质由固态变为液态。举例来说，碱化设备可以包括耐碱反应釜，电导仪；可以采用浓度小于40％的氢氧化钠，例如，5-40％，在常温常压条件下，碱化时间为1-5个小时。

本实施例中，在碱化过程之后还包括对碱化后得到的混合溶液进行过滤清洗；过滤清洗所采用的过滤装置可以为陶瓷膜g，并采用纯净水，从而得到去除硅杂质之后的混合物。此时，混合物中含有高纯度的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料。这里，陶瓷膜g的孔径可以为10-200纳米，纯净水的电导率可以小于5μs，所洗的混合溶液的PH值在3-9之间；可以采用自控装置来控制这一过程，本发明对此不作限制。

步骤05：对步骤04得到的混合物进行重液分离过程。

具体的，如图4中的虚线框V所示，重液分离过程可以为离心过程，在常温常压条件下进行，采用高转速离心设备h，比如，自卸式高转速离心机。转速可以为10000-30000转/分钟，时间可以为30-300秒，从而将混合物提取出来。重液分离过程可以去除混合物中的水分，达到对混合物进行干燥处理的目的。

实施例二

请参阅图5，为本发明的实施例二的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法的流程示意图；三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法具体包括以下步骤：

步骤11：对混合物进行磁分离过程；

步骤12：对步骤11得到的混合物进行酸化过程；

步骤13：对步骤12得到的混合物进行氧化过程；

步骤14：对步骤13得到的混合物进行碱化过程；

步骤15：对步骤14得到的混合物进行再酸化过程；

步骤16：对步骤15得到的混合物进行重液分离过程。

步骤11、12、13、14和16的描述可以参阅实施例一的对应步骤01、02、03、04和05，本实施例中不再赘述。

在本实施例二中，与实施例一的纯化方法的区别在于：在混合物进行碱化之后，进行重液分离之前，进行再酸化过程。再酸化过程是为了进一步去除残留在混合物中的微量金属离子包括前续的氧化过程所残留的K离子、Mn离子等。可以在常温常压下，采用弱酸溶液或稀释的强酸溶液，在酸化反应腔中进行，所采用的弱酸溶液可以为亚硫酸，碳酸，次氯酸，氢硫酸等，或稀释的盐酸。举例来说，再酸化过程的设备可以包括耐酸反应釜，电导仪；可以采用浓度小于15％的稀盐酸，在常温常压条件下，再酸化时间为1-5个小时。

再酸化过程后还可以进行过滤清洗过程，可以采用陶瓷膜作为过滤装置，并采用纯净水，从而得到去除微量金属离子的混合物。此时，混合物中含有高纯度的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料。

综上所述，通过本发明的纯化方法和纯化工艺系统，在避免大量地反复分离造成生产成本的增加的同时，显著提高了纯化率；并且进一步地避免了现有的强酸、强碱以及高温高压环境造成设备寿命的缩短的问题，对设备腐蚀损伤小，延长了设备的使用寿命，节约了成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (10)

1.一种三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化方法，对含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的混合物进行纯化，其特征在于，包括以下步骤：

步骤01：对所述混合物进行磁分离过程；

步骤02：对步骤01得到的混合物进行酸化过程；

步骤03：对步骤02得到的混合物进行氧化过程；

步骤04：对步骤03得到的混合物进行碱化过程；

步骤05：对步骤04得到的混合物进行重液分离过程，从而提取出三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料。

2.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述步骤04和所述步骤05之间还包括：对步骤04得到的混合物进行再酸化过程。

3.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述步骤02中包括：在所述酸化过程之后还包括对酸化后得到的混合溶液进行过滤清洗。

4.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述酸化过程采用弱酸溶液。

5.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述步骤03中，所述氧化过程之后还包括对氧化后得到的混合溶液进行过滤清洗。

6.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述步骤04中，所述碱化过程之后还包括对碱化后得到的混合溶液进行过滤清洗。

7.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述碱化过程采用弱碱溶液。

8.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述步骤05中，所述重液分离过程为离心过程。

9.一种用于三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化工艺系统，对含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的混合物进行纯化，其特征在于，包括：

磁分离设备，对所述混合物进行磁分离过程；

酸化单元，包括酸化反应设备和酸化过滤设备；所述酸化设备对从所述磁分离设备或碱化单元出来的混合物进行酸化过程；所述酸化过滤设备对经所述酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

氧化单元，包括氧化反应设备和氧化过滤设备；所述氧化设备对从所述酸化单元出来的混合物进行氧化过程；所述氧化过滤设备对经所述氧化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

碱化单元，包括碱化反应设备和碱化过滤设备；所述碱化设备对从所述氧化单元出来的混合物进行碱化过程；所述碱化过滤设备对经所述碱化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

重液分离单元，包括重液分离设备和提取设备，所述重液分离设备对从所述碱化单元或所述酸化单元出来的混合物进行重液分离过程；所述提取设备将经所述重液分离过程的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料提取出来。

10.根据权利要求9所述的纯化工艺系统，其特征在于，所述酸化单元包括第一酸化单元和第二酸化单元；

所述第一酸化单元，包括第一酸化反应设备和第一酸化过滤设备；所述第一酸化设备对从所述磁分离设备出来的混合物进行第一酸化过程；所述第一酸化过滤设备对经所述第一酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗；

所述第二酸化单元，包括第二酸化反应设备和第二酸化过滤设备；所述第二酸化设备对从所述碱化单元出来的混合物进行第二酸化过程；所述第二酸化过滤设备对经所述第二酸化过程后得到的混合溶液进行过滤清洗。