申请人:郑州大学
发明人:许红亮 杨碧野 丁赛赛 卢红霞 王海龙 范冰冰 邵刚 陈德良 张锐 刘静豪
摘要: 本发明涉及一种人造金刚石的提纯方法,包括下列步骤:1)0~10℃条件下将人造金刚石精料加入浓硫酸中混合,加入硝酸盐、高锰酸钾得混合物A;2)将混合物A在20~40℃条件下反应后,0~10℃条件下加水,后在75~95℃下反应得混合物B;3)在混合物B中加入水和双氧水得混合物C;4)用稀盐酸、水对混合物C进行洗涤、固液分离得固体混合物D;5)将固体混合物D用水分散后沉降分离或离心分离得金刚石颗粒和氧化石墨。该方法将人造金刚石精料中的石墨氧化成氧化石墨,消耗的酸量少,反应温度低;排放的有毒气体、二氧化碳温室气体少;在得到高纯度人造金刚石的同时制备出氧化石墨,具有绿色环保、节约资源的优点。 主权利要求:1.一种人造金刚石的提纯方法,其特征在于:包括下列步骤:1)0~10℃条件下,将人造金刚石精料加入浓硫酸中混合,后加入硝酸盐、高锰酸钾,得混合物A;2)将混合物A在20~40℃条件下反应0.5~2.5h后,在0~10℃条件下加水,后在75~95℃下反应0.5~1.5h,得混合物B;3)室温条件下,在混合物B中加入水和双氧水,混合后得混合物C;4)以稀盐酸、水为洗涤剂对混合物C进行洗涤、固液分离,得固体混合物D;5)将步骤4)所得固体混合物D用水分散后,沉降分离或离心分离,得人造金刚石和氧化石墨。
2.根据权利要求1所述的人造金刚石的提纯方法,其特征在于:步骤1)中,所述人造金刚石精料为:将经过电解除去触媒金属的合成块破碎,采用摇床选矿法进行初步分离后,得到人造金刚石精料。
3.根据权利要求1所述的人造金刚石的提纯方法,其特征在于:步骤1)中,每2g人造金刚石精料对应加入浓硫酸45~55ml、硝酸盐0.8~1.5g、高锰酸钾5~8g。
4.根据权利要求3所述的人造金刚石的提纯方法,其特征在于:所述硝酸盐为硝酸钠。
5.根据权利要求1或4所述的人造金刚石的提纯方法,其特征在于:步骤1)的具体操作为:将人造金刚石精料加入0~10℃的浓硫酸中,搅拌0.5~1h得混合物A1;在0~10℃的混合物A1中加入硝酸盐,搅拌0.5~1h得混合物A2;在0~10℃的混合物A2中加入高锰酸钾,搅拌1~3h得混合物A。
6.根据权利要求1所述的人造金刚石的提纯方法,其特征在于:步骤3)中,双氧水的用量为:每2g人造金刚石精料对应加入双氧水5~10ml。
7.根据权利要求1所述的人造金刚石的提纯方法,其特征在于:步骤4)的具体操作为:向混合物C中加入稀盐酸,混合均匀后离心分离得沉淀;向所得沉淀中加入稀盐酸,混合均匀后离心分离得沉淀;加入稀盐酸重复洗涤、离心分离后,向所得沉淀中加入水,混合均匀后离心分离得沉淀;向所得沉淀中加入水重复洗涤、离心分离,至上清液为近中性,所得沉淀为固体混合物D。
8.根据权利要求7所述的人造金刚石的提纯方法,其特征在于:所用洗涤剂为稀盐酸时,离心分离的转速为3000~6000rpm,每次离心分离的时间为6~10min;所用洗涤剂为水时,离心分离的转速为8000~11000rpm,每次离心分离的时间为10~20min。
9.根据权利要求1所述的人造金刚石的提纯方法,其特征在于:步骤5)的具体操作为:将固体混合物D加入水中搅拌分散后静置,分离得到沉淀和上层液体;将所得沉淀加入水中搅拌分散后静置,分离得到沉淀和上层液体,将所得沉淀重复加水、分散、静置和分离的操作,至上层液体澄清,所得沉淀为人造金刚石。
10.根据权利要求1或9所述的人造金刚石的提纯方法,其特征在于:将分离所得上层液体干燥,得到氧化石墨。