申請人:鄭州大學(xué)
發(fā)明人:許紅亮 楊碧野 丁賽賽 盧紅霞 王海龍 范冰冰 邵剛 陳德良 張銳 劉靜豪
摘要: 本發(fā)明涉及一種人造金剛石的提純方法,包括下列步驟:1)0~10℃條件下將人造金剛石精料加入濃硫酸中混合,加入硝酸鹽、高錳酸鉀得混合物A;2)將混合物A在20~40℃條件下反應(yīng)后,0~10℃條件下加水,后在75~95℃下反應(yīng)得混合物B;3)在混合物B中加入水和雙氧水得混合物C;4)用稀鹽酸、水對混合物C進行洗滌、固液分離得固體混合物D;5)將固體混合物D用水分散后沉降分離或離心分離得金剛石顆粒和氧化石墨。該方法將人造金剛石精料中的石墨氧化成氧化石墨,消耗的酸量少,反應(yīng)溫度低;排放的有毒氣體、二氧化碳溫室氣體少;在得到高純度人造金剛石的同時制備出氧化石墨,具有綠色環(huán)保、節(jié)約資源的優(yōu)點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石的提純方法,其特征在于:步驟1)中,所述人造金剛石精料為:將經(jīng)過電解除去觸媒金屬的合成塊破碎,采用搖床選礦法進行初步分離后,得到人造金剛石精料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石的提純方法,其特征在于:步驟1)中,每2g人造金剛石精料對應(yīng)加入濃硫酸45~55ml、硝酸鹽0.8~1.5g、高錳酸鉀5~8g。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人造金剛石的提純方法,其特征在于:所述硝酸鹽為硝酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的人造金剛石的提純方法,其特征在于:步驟1)的具體操作為:將人造金剛石精料加入0~10℃的濃硫酸中,攪拌0.5~1h得混合物A1;在0~10℃的混合物A1中加入硝酸鹽,攪拌0.5~1h得混合物A2;在0~10℃的混合物A2中加入高錳酸鉀,攪拌1~3h得混合物A。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石的提純方法,其特征在于:步驟3)中,雙氧水的用量為:每2g人造金剛石精料對應(yīng)加入雙氧水5~10ml。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石的提純方法,其特征在于:步驟4)的具體操作為:向混合物C中加入稀鹽酸,混合均勻后離心分離得沉淀;向所得沉淀中加入稀鹽酸,混合均勻后離心分離得沉淀;加入稀鹽酸重復(fù)洗滌、離心分離后,向所得沉淀中加入水,混合均勻后離心分離得沉淀;向所得沉淀中加入水重復(fù)洗滌、離心分離,至上清液為近中性,所得沉淀為固體混合物D。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人造金剛石的提純方法,其特征在于:所用洗滌劑為稀鹽酸時,離心分離的轉(zhuǎn)速為3000~6000rpm,每次離心分離的時間為6~10min;所用洗滌劑為水時,離心分離的轉(zhuǎn)速為8000~11000rpm,每次離心分離的時間為10~20min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造金剛石的提純方法,其特征在于:步驟5)的具體操作為:將固體混合物D加入水中攪拌分散后靜置,分離得到沉淀和上層液體;將所得沉淀加入水中攪拌分散后靜置,分離得到沉淀和上層液體,將所得沉淀重復(fù)加水、分散、靜置和分離的操作,至上層液體澄清,所得沉淀為人造金剛石。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的人造金剛石的提純方法,其特征在于:將分離所得上層液體干燥,得到氧化石墨。