カーボンナノチューブ（CNT）は、いくつかの方法で合成することができるが、商業生産に最も普及しているのは化学気相成長法（CVD）である。この方法では、触媒と炭化水素ガスを用いて基板上にCNTを成長させる。その他の方法としては、レーザーアブレーション、アーク放電、低温合成が可能なプラズマエンハンスト化学気相成長法（PECVD）などがある。新しい方法では、環境への影響を最小限に抑えながらCNTを製造するために、溶融塩中で電気分解して回収した二酸化炭素やメタンの熱分解など、グリーン原料や廃棄物原料の使用を模索している。
合成方法：
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化学気相成長法（CVD）： この方法は拡張性があり、高品質のCNTを製造できるため、産業界で広く使われている。CVDでは、触媒粒子を塗布した基板を高温の炭化水素ガスにさらす。ガスは触媒表面で分解し、炭素原子が堆積してCNTが形成される。このプロセスは、温度、ガス流量、触媒の種類などのパラメーターを調整することで最適化できる。
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プラズマエンハンスト化学気相成長法（PECVD）： PECVDはプラズマを利用して低温での化学反応を促進するため、ガラスのような温度に敏感な基板へのCNT堆積に適している。この方法は、電子機器の集積化など、低温処理を必要とする用途に有望である。
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レーザーアブレーションとアーク放電： これらはCNT合成に使われる初期の方法である。レーザーアブレーションは高出力レーザーでグラファイトターゲットを蒸発させ、アーク放電は2つのグラファイト電極間に電気アークを発生させる。どちらの方法もCNTを生成するが、CVDに比べると制御性や拡張性に劣る。
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グリーン原料や廃棄物原料を使用する新しい方法： これには、溶融塩中での二酸化炭素の電気分解やメタンの熱分解のようなプロセスが含まれる。これらの方法は、廃棄ガスを価値あるCNTに変換することを目的としており、環境への影響を低減し、持続可能な炭素源を提供する可能性がある。
精製方法：
CNTの精製は、合成過程でしばしば構造やサイズの異なるCNTの混合物や、アモルファスカーボンや金属触媒粒子などの不純物が生じるため、極めて重要である。一般的な精製方法には以下のものがある：
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酸化： 硝酸のような強力な酸化剤を用いて、CNTはそのままに不純物を選択的に燃焼除去する。この方法はCNTを官能化し、溶解性と反応性を向上させることもできる。
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分離技術： 遠心分離、クロマトグラフィー、電気泳動など、CNTの物理的・化学的特性に基づいてCNTを分離することができる。
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機械的方法： CNTを不純物から物理的に分離できる超音波処理、ろ過など。
これらの合成・精製法は、CNT製造の品質と持続可能性を向上させるために絶えず進化しており、幅広い用途でより実用的なものとなっている。
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