人工合成金剛石，在現(xiàn)代工業(yè)中占有重要地位，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近幾十年來(lái)，我國(guó)人工合成金剛石，年產(chǎn)量約為5~6億克拉，居世界3-4位。
　　在人工合成金剛石過(guò)程中，金剛石的提純，特別是金剛石顆粒表面去石墨是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。據(jù)報(bào)道，目前常用去石墨的方法是用HClO4、HS2SO4+HNO3等。這些方法，雖然能有效地去掉金剛石顆粒表面的石墨，但由此帶來(lái)的環(huán)境污染，特別是對(duì)操作人員的健康的影響非常嚴(yán)重。因此，不少人為解決此問(wèn)題作了很大的努力，如廢氣吸收等，但仍不能從根本上解決問(wèn)題。針對(duì)這一情況，作者研究了一種以臭氧化氣體代替酸煮工藝，從而從根本上解決了Cl2、NO2對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)操作人員身體健康的影響。
　　臭氧去除人造金剛石顆粒表面石墨的原理是基于臭氧在常溫下極不穩(wěn)定，易分解成O2+O，而原子態(tài)O的活性很高，在200℃以下，即可與C反應(yīng)，其反應(yīng)式為2O3+C（石墨）=CO2+2O2。從反應(yīng)付產(chǎn)物來(lái)看，CO2+2O2對(duì)環(huán)境和人體無(wú)影響。用此法對(duì)2000克拉金剛石進(jìn)行了脫石墨處理，效果良好，其產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到或超過(guò)酸處理結(jié)果。
　　經(jīng)Ca(OH)2水溶液鑒定，實(shí)際上O3在105℃便與石墨開(kāi)始作用。表1是O3 和純石墨的反應(yīng)條件及結(jié)果。由表可見(jiàn)O3在120℃與石墨有較強(qiáng)的反應(yīng)，使裝料減重0.9375克，約占總料重的16.7%，平均每克石墨耗臭氧量為8.5克，與按上述反應(yīng)式，計(jì)算出的臭氧耗量8克O3/克石墨非常接近，僅為理論值的1.06倍，可見(jiàn)O3的利用率是很高的。
　　但當(dāng)臭氧和含10%石墨的金剛石料反應(yīng)時(shí)，情況有所變化，其反應(yīng)條件和結(jié)果示于表2中。由表2中可以看出下列結(jié)果：1）在105℃時(shí)，O3的確與金剛石中的石墨發(fā)生反應(yīng)，且隨著反應(yīng)溫度和O3濃度的增加，反應(yīng)速度也增加；2）當(dāng)O3和石墨反應(yīng)時(shí)，隨反應(yīng)溫度和氣體中O3濃度的增加，O3利用率變化不大，約為理論值的2倍。因?yàn)檫@是氣—固界面反應(yīng)，在相同O3流量下，O3同純石墨料的接觸機(jī)率比金剛石料中石墨接觸機(jī)率大，以及金剛石料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，另外，由于臭氧發(fā)生器與去石墨反應(yīng)器尺寸的限制以及試圖獲得更多的反應(yīng)信息，故將200克金剛石料分十三次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中部分實(shí)驗(yàn)的條件與結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)，當(dāng)臭氧化氣體流速增加時(shí)，反應(yīng)速度增加，而臭氧耗量卻有所降低，僅為理論值的1.75倍，卻為14克O3/克石墨，這可能是因?yàn)殡S著臭氧化氣體流速的增加，臭氧與石墨的接觸機(jī)率加大所致。
　　 成本計(jì)算，按每克石墨臭氧14克計(jì)算，每克金剛石耗資為1分人民幣。經(jīng)進(jìn)一步改進(jìn)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，每克石墨耗臭氧8.4克，按此結(jié)果計(jì)算，每克金剛石耗資為0.66分人民幣。另外，即使按最差的結(jié)果，即每克石墨耗臭氧22克，每克金剛石耗資1.7分人民幣。如果用酸處理石墨，按有關(guān)報(bào)道，每3000克金剛石料耗資5元，耗電費(fèi)2.6元，總共人民幣7.5元，平均每克金剛石耗資為0.25分人民幣，小于臭氧處理結(jié)果。
　　 環(huán)境治理費(fèi)或設(shè)備折舊費(fèi)，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，年產(chǎn)960000克拉的金剛石廠，環(huán)境治理費(fèi)每克金剛石需5分人民幣，一年的治理費(fèi)9600元，而臭氧設(shè)備折舊費(fèi)一年約6000~7000元，平均每克金剛石耗資3.6分人民幣。把處理費(fèi)和設(shè)備折舊費(fèi)相加，臭氧處理每克金剛石耗資為4.2~5.3分人民幣，而酸處理工藝為5.285分人民幣。這一結(jié)果至少可以說(shuō)明，用臭氧處理不比酸處理成本高。更重要的是臭氧處理的付產(chǎn)物為CO2+O2，對(duì)大氣無(wú)任何污染，對(duì)人體無(wú)任何損害，而且操作輕松。而用酸處理，盡管經(jīng)過(guò)吸收劑吸收，但仍有小量酸霧放在大氣中，特別是操作人員要遭受Cl2或NO2之苦。
　　上述為初步結(jié)果，但它畢竟說(shuō)明了一個(gè)重要事實(shí)，即用臭氧可去除人造金剛石料中的石墨，而且經(jīng)進(jìn)一步研究，在成本上有可能優(yōu)于酸處理工藝至少是相當(dāng)。這一技術(shù)的成功，不僅為我國(guó)人工合成金剛石工業(yè)的發(fā)展，從根本上解決了環(huán)境污染問(wèn)題，而且，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，維護(hù)了身體健康。