Очи́стка углеро́дных нанотру́бок, комплекс процессов, обеспечивающих отделение углеродных нанотрубок (УНТ) от примесей и выделение УНТ с однородным распределением частиц по диаметру или длине.

После получения углеродные нанотрубки загрязнены такими примесями, как аморфный углерод, углеродные наночастицы, графитовые примеси, фуллерены и остаточный катализатор, количество которых зависит от используемого метода. Поэтому для дальнейшего исследования свойств и структуры УНТ необходима их очистка.

Окислительная обработка УНТ

Для очистки используют разбавленные растворы кислот-окислителей (HNO₃ и H₂SO₄ в смеси с KMnO₄). Обработка кислотой удаляет металлический катализатор и примеси других углеродных частиц. УНТ остаются во взвешенном состоянии в растворе. При обработке в HNO₃ кислота воздействует только на металлический катализатор и практически не влияет на структуру УНТ. Чуть большее влияние на структуру УНТ оказывает раствор соляной кислоты, который также часто используется для очистки. Основным недостатком окисления является то, что окисляются не только примеси, но и сами нанотрубки. Примеси имеют больше дефектов и большую поверхность, открытую для окисления, чем углеродные нанотрубки. Эффективность и выход УНТ для данного способа очистки очень высоки, но на них влияет множество факторов, таких как время окисления, среда, окислитель и температура.

Ультразвуковая обработка УНТ

При воздействии ультразвука в жидкой среде на частицы УНТ происходит разрушение и диспергирование их агломератов. Разделение частиц зависит от среды. При использовании кислотной среды чистота УНТ зависит от времени воздействия ультразвуком. Когда трубки подвергаются воздействию кислоты в течение короткого времени, в раствор переходят только металлы, но при более длительном воздействии трубки также взаимодействуют с кислотой, происходит их разрушение и уменьшение длины. Растворитель влияет на устойчивость дисперсий УНТ. В некоторых растворителях, таких как спирты, монодисперсные частицы УНТ относительно устойчивы.

Микрофильтрация

Осуществляется для разделения частиц УНТ по размерам. УНТ и небольшое количество углеродных примесей улавливаются фильтром. Остальные наночастицы (металлический катализатор, фуллерены и углеродные наночастицы) проходят через фильтр и отделяются от смеси. Один из способов отделения фуллеренов от УНТ путём микрофильтрации состоит в первоначальном диспергировании смеси в дисульфиде углерода, который хорошо сольватирует фуллерены, и последующем фильтровании нерастворённых УНТ от жидкой фазы.

Температурная обработка УНТ

При обработке УНТ при температурах 600–1600 ^оС происходит «залечивание» дефектов и уменьшение их количества в углеродных нанотрубках. Высокая температура приводит к пиролизу части углеродных примесей и фуллеренов. При использовании высокотемпературной вакуумной обработки при 1600 ^оС происходит плавление и удаление металлических примесей.