三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的酸化方法技术

本发明专利技术提供了一种三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的酸化方法，应用在混合物经历磁分离、酸化、氧化、碱化和重液分离过程中，在酸化过程中，采用酸性较小的酸性溶液来进行酸化处理，在酸化之后采用过滤设备并结合纯净水对酸化的混合溶液过滤清洗，从而可以去除混合物中的金属粒子杂质，为后续的进一步纯化提供了有利条件；本发明专利技术的酸化方法，由于采用酸性较小的酸性溶液，可以减小对酸化设备的腐蚀损伤，延长其使用寿命，节约了成本；并且，经置换反应，可以将金属粒子杂质由固态变为液体，再将其过滤掉，有效地去除了混合物中的金属粒子杂质，提高了纯化率。

【技术实现步骤摘要】
三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的酸化方法
本专利技术涉及化工工艺
，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过程中的酸化方法。
技术介绍
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、碳材料等复合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，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，三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的制备采用热膨胀法等方法，在制备该材料之后，在所得到的混合溶液里还有其它杂质，例如，、不定形碳、残留金属杂质或金属离子、硅杂质等，因此，需要对该材料的混合溶液进行纯化处理，将三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石提取出来。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中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，采用强酸对纯化的设备具有强烈的腐蚀性，会缩短设备的使用寿命，增加生产成本；并且，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，进一步增加了生产成本。
技术实现思路
为了克服以上问题，本专利技术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过程中的酸化方法，已达到提高纯化率和减少对设备的腐蚀的目的。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的酸化方法，对含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石的混合物进行纯化，其特征在于，所述纯化过程包括对所述混合物进行磁分离、酸化、氧化、碱化和重液分离过程；所述酸化方法采用酸化设备和过滤设备，其包括：步骤01：将经所述磁分离过程的所述混合物置于酸化设备的酸性溶液中；步骤02：在常温常压下，采用弱酸对所述混合物进行酸化处理；步骤03：经一定的酸化时间后，将经酸化处理的混合溶液置于过滤设备中；步骤04：采用纯净水和过滤设备对所述混合溶液进行过滤清洗，从而将所述混合物中的微量金属粒子杂质去除。优选地，所述酸性溶液为稀盐酸，所述稀盐酸的浓度为5-25％。优选地，所述酸化时间为1-5小时。优选地，所述过滤设备的过滤孔径为10-200纳米。优选地，所述纯净水的电导率小于5μs/cm。优选地，所述步骤04中，所述过滤清洗过程包括：向所述过滤设备中加入纯净水对混合溶液进行反复过滤清洗，直至所述混合溶液的PH值在3-9之间即完成过滤清洗。本专利技术的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的酸化方法，应用在混合物经历磁分离、酸化、氧化、碱化和重液分离过程中，在酸化过程中，采用酸性较小的酸性溶液来进行酸化处理，在酸化之后采用过滤设备并结合纯净水对酸化的混合溶液过滤清洗，从而可以去除混合物中的金属粒子杂质，为后续的进一步纯化提供了有利条件；本专利技术的酸化方法，由于采用的酸性溶液的酸性较小，可以减小对酸化设备的腐蚀损伤，延长其使用寿命，节约了成本；并且，经置换反应，可以将金属粒子杂质由固态变为液体，再将其过滤掉，有效地去除了混合物中的金属粒子杂质，提高了纯化率。附图说明图1为本专利技术的一个较佳实施例的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的酸化方法的流程示意图图2为本专利技术的一个较佳实施例的的酸化方法的设备关系图具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术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专利技术的保护范围内。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；为此本专利技术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过程中的酸化方法，经历磁分离、酸化、氧化、碱化和重液分离过程中，其酸化过程，采用酸性较小的酸性溶液来进行酸化处理，在酸化之后采用过滤设备并结合纯净水对酸化的混合溶液过滤清洗，从而可以去除混合物中的金属粒子杂质，为后续的进一步纯化提供了有利条件。本专利技术中，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。这里需要说明的是，含能材料可以包括炸药、点火药、起爆药等。步骤L3：将含能材料装入含能材料反应器中；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含能材料反应器中；步骤L4：触发含能材料合成三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料；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，本专利技术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，本专利技术对此不再赘述。本专利技术对制备好的含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石的混合物进行纯化，纯化过程可以包括依次进行磁分离、酸化、氧化、碱化和重液分离过程，也可以包括依次进行磁分离、酸化、氧化、碱化、再酸化和重液分离过程；所说的酸化方法应用于所说的酸化过程中，采用酸化设备和过滤设备；其酸化方法包括：步骤01：将经磁分离过程后的混合物置于酸化设备的酸性溶液中；步骤02：在常温常压下，对混合物进行酸化处理；步骤03：经一定的酸化时间后，将经酸化处理的混合溶液置于过滤设备中；步骤04：采用纯净水和过滤设备对混合溶液进行过滤清洗，从而将混合物中的微量金属粒子杂质去除。需要说明的是，这里的酸化过程可以包括一次酸化处理，也可包括多次酸化处理，本专利技术的酸化方法可以应用于每次酸化处理过程中。以下将结合附图1-2和具体实施例对本专利技术的纯化三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石过程中的酸化方法作进一步详细说明。其中，图1为本专利技术的一个较佳实施例的三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的酸化方法的流程示意图；图2为本专利技术的一个较佳实施例的酸化方法的设备关系图。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、清晰地达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯化三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的酸化方法，对含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石的混合物进行纯化，其特征在于，所述纯化过程包括对所述混合物进行磁分离、酸化、氧化、碱化和重液分离过程；所述酸化方法采用酸化设备和过滤设备，其包括：步骤01：将经所述磁分离过程的所述混合物置于酸化设备的酸性溶液中；步骤02：在常温常压下，对所述混合物进行酸化处理；步骤03：经一定的酸化时间后，将经酸化处理的混合溶液置于过滤设备中；步骤04：采用纯净水和过滤设备对所述混合溶液进行过滤清洗，从而将所述混合物中的微量金属粒子杂质去除。

【技术特征摘要】
1.一种纯化三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石材料的纯化过程中的酸化方法，对含有三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石的混合物进行纯化，所述三维石墨烯包覆单粒子纳米金刚石合成的原材料包含三硝基甲苯,黑索金/奥克托金，金属，其中，所述混合物还包括不定形碳、残留金属杂质或金属离子和硅杂质；其特征在于，所述纯化过程包括对所述混合物依次进行初步去除混合物中的大块金属杂质的磁分离过程、采用弱酸或稀释的强酸的酸化过程、氧化过程、采用弱碱或稀释的强碱的碱化过程和重液分离过程；所述酸化过程将所述混合物中的金属粒子杂质去除；所述酸化方法采用酸化设备和过滤设备，其包括：步骤01：将经所述磁分离过程的所述混合物置于酸化设备的酸性溶液中；步骤02：在常温常压下，对所述混合物进行酸化处理；步骤03：经一定的酸化时间后，将经酸化处理的混合溶液置于过滤设备中；步骤04：采用纯净水和过滤设备对所述混合溶液进行过滤清洗，从而将所述混合物中...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雁，杜桂香，
申请(专利权)人：彭碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31