行业前景

    碳纳米管（CNTs）具有高强度、高韧性、高导电、电磁发射等特殊物理化学性能，可广泛用于锂电池导电剂、导电膜、屏蔽材料等，是国防军工、现代工业及高新技术发展不可或缺的重要战略材料。

    新能源汽车的快速发展极大地推进了碳纳米管在锂电池产品上的大量应用。陕西六元碳晶承揽碳纳米管纯化加工！

行业问题

    第一、第二、第三代碳纳米管（CNTs）的制取均需要纳米金属Fe、Co、Ni等作为催化剂，残留的金属催化剂将以杂质形态分布在碳纳米管产品中，影响碳纳米管的特性及应用。

 碳纳米管作为锂电池导电剂应用时，要求灰分及磁性物质含量较低 （尤其是Fe的含量<50PPm），使用前都需要对碳纳米管进行纯化处理。

     去除残留金属杂质的常规方法：高温法和酸洗化学法。

     两种纯化方法的优缺点：高温法一般可得到更纯的产品，但高温法对原料的杂质含量要求高，由于不同金属的汽化点（沸点）也不尽相同，高温法不能适应多种高沸点杂质去除；另外，过高的温度会破坏碳纳米管结构，引起管塌陷、比表面积降低、电阻增大等缺陷；酸洗化学法成本相对较低，但环保压力大，产品回收率低。另外，包裹在管内的金属很难去除，纯化质量低，不能作为终端产品使用。

纯化工艺

鉴于两种纯化方法的优缺点，碳纳米管纯化一般采用两种工艺结合的方法，即复合纯化：

    第一步先采用酸洗化学纯化（先降低大部分金属杂质），使铁含量降低到300ppm左右；

   第二步再采用高温纯化工艺（去除残留杂质），进一步降低磁性物质含量，保证铁含量<50ppm;

   高温法纯化对碳纳米管性能的影响：试验证明，过高温度(>2450 ℃)会破坏碳纳米管结构，碳纳米管纯化温度一般保持在2250 ℃ ~2450 ℃。

   高温法纯化的问题：金属杂质的沸点大多在2500 ℃以上，铁的沸点是2750 ℃ ，单纯依靠高温法无法实现纯化质量要求。

    解决方案：采用“合理高温+真空+氩气保护”纯化方式，可以依靠真空降低金属杂质沸点。

    目前的高温纯化装备：一般采用“一拖二”周期性真空炉纯化（湖南产）。

碳纳米管高温纯化的痛点

采用“一拖二”周期性真空炉纯化碳纳米管，可获得高品质的碳纳米管。

周期性真空炉的问题：

1.生产周期很长，大约5天为一个加工周期，真正的有效高温加工时间只有8-12小时，其它大多时间进行升温和降温，生产效率很低；

2.一个周期加工量在300公斤，产量很小；

3.频繁的升降温，耗能大，保温材料也易氧化；

4.生产效率难于适应目前市场大发展的需求。目前国内碳纳米管年产量约2万吨，其中需要进行纯化处理的年需求在3000-5000吨，并且需求还在快速增长。

     针对以上问题，陕西六元碳晶股份有限公司推出用“连续式真空高温炉”提纯碳纳米管，每台设备日产400-450公斤，可大大降低投资成本及生产成本。