利用艾奇逊炉分别在3 000 ℃和2 800 ℃下进行碳纳米管的提纯实验。利用ICP、EDS、TGA检测了提纯碳纳米管的主要催化金属含量、灼烧残余物含量; 用四探针薄膜电阻仪检测其电阻率; 利用SEM、XRD、FT-IR研究了不同温度提纯碳纳米管的组织结构变化和表面特点。研究结果表明, 艾奇逊炉在不同温度下提纯的碳纳米管都可以有效降低碳纳米管粉体中的催化金属含量和灼烧残余物含量, 满足动力电池导电剂要求。与原生碳纳米管比较, 3 000 ℃提纯的碳纳米管的电阻率显著下降, 石墨晶化程度提高; 而2 800 ℃提纯的碳纳米管的电阻率略有提高, 石墨晶化程度变化不大, 表面官能团数量减少。

碳纳米管作为锂离子电池正极导电剂已经在中国得到了普遍应用,作为电池导电剂的碳纳米管需要提纯处理。本文研究了利用艾奇逊炉对化学气相沉积的碳纳米管在3 000 ℃进行提纯处理后的组织结构和电学性能,利用扫描电子显微镜(SEM),电子能谱仪(EDS), 等离子体发射光谱仪(ICP), 红外光谱仪(FT-IR), 热重分析仪(TGA),X射线光电子谱仪(XPS), 拉曼光谱分析仪,四探针薄膜电阻仪对艾奇逊炉提纯的碳纳米管进行了检测。结果表明高温提纯的碳纳米管的含铁量可降低到71ppm,氧化物含量低于0.45wt%,晶格缺陷大幅减少,石墨组织结构完整,表面官能团少,具有体积电阻率0.050~0.035 Ω·cm,作为电池电极的导电材料,可以用于动力电池正极。