[發明專利]一種碳熱還原法制備一維氮化鋁納米線的方法

有效

• 申請號: 200810040506.X
• 申請日: 2008-07-11
• 公開（公告）號: CN101323439A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 祝迎春;楊濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C01B21/072
• 分類號: C01B21/072
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及制備氮化鋁納米線的方法。更確切的說，涉及一種碳熱還原法制備一維氮化鋁納米線的方法，屬于氮化鋁材料領域。

背景技術

氮化鋁(AlN)是具有纖鋅礦型結構的III-V族化合物，具有高機械強度、高熔點、高熱傳導系數、低膨脹系數、高電絕緣性、低介電常數、耐化學侵蝕、抗熱震等性能，可用作耐磨損部件、熔煉坩堝、高溫電絕緣材料、微波介電材料，也是新一代大規模集成電路、半導體模塊電路及大功率器件理想的散熱和封裝材料，同時氮化鋁又具有寬帶隙(～6.2eV)和低的電子親和能(0.25eV)，在半導體器件、固體白光發射體、激光二極管和紫外可見光電子器件等領域具有廣闊的應用前景。

由于優異的電子及發光性能，一維氮化鋁納米材料的研究已成為納米材料研究的熱點。時至今日，氮化鋁納米結構的制備方法有：氯化物輔助法[Liu，C.，Hu，Z.，Wu，Q.，et?al.Vapor-Solid?Growth?and?Characterization?of?AluminumNitride?Nanocones.J.Am.Chem.Soc.127(2005)1318-1322]、碳納米管模板法[Zhang?Y.J.，Liu?J.，He?R.R.，et?al.Synthesis?of?Aluminum?Nitride?Nanowiresfrom?Carbon?Nanotubes.Chem.Mater.13(2001)3899-3905；Yin?L.W.，Bando?Y.，Zhu?Y.C.，et?al.Single-crystalline?AlN?nanotubes?with?carbon-layer?coatings?onthe?outer?and?inner?surfaces?via?a?multiwalled?carbon?nanotube?template?inducedroute.Adv.Mater.17(2005)2，213-217]、碳熱還原法[Pathak，L.C.，Ray，A.K.，Das，S.，et?al.Carbothermal?synthesis?of?nanocrystalline?aluminum?nitride?powders.J.Am.Cer.Soc.82(1999)1，257-260；Kuang，J.C.，Zhang?C.R.，et?al.Synthesis?ofhigh?thermal?conductivity?nano-scale?aluminum?nitride?by?a?new?carbothermalreduction?method?from?combustion?precursor.Journal?of?Crystal?Growth256(2003)3-4，288-291；Kuang，J.C.，C.R.Zhang，et?al.Influence?of?processingparameters?on?synthesis?of?nano-sized?AlN?powders.Journal?of?Crystal?Growth263(2004)1-4，12-20]電弧放電法[Tondare?V.N.，Balasubramanian?C.，Shende?S.V.，et?al.Field?emission?from?open?ended?aluminum?nitride?nanotubes.Appl.Phys.Lett.80(2002)4813-4815；Tang?Y.B.，Cong?H.T.，Z.G?Zhao，and?H.M.Cheng.Fieldemission?from?AlN?nanorod?array.Appl.Phys.Lett.86(2005)153104]、水熱反應法[Hao?X.P.，Yu?M.Y.，Cui?D.L.，et?al.Synthesize?AlN?nanocrystals?in?organicsolvent?at?atmospheric?pressure.Journal?of?Crystal?Growth?242(2002)1-2，229-232]、直接氮化Al法[Wu，Q.，Hu，Z.，Wang，X.Z.，et?al.Synthesis?andOptical?Characterization?of?Aluminum?Nitride?Nanobelts.J.Phys.Chem.B107(2003)9726-9729；Yin，L.W.，Bando，Y.，Zhu，Y.C.，et?al.Growth?and?FieldEmission?of?Hierarchical?Single-Crystalline?Wurtzite?AlN?Nanoarchitectures.Adv.Mater.17(2005)110-114]等。這些方法各有利弊，氯化物輔助法和水熱反應法制備的產物含有雜質且質量不高，制備工藝較為復雜；電弧放電法不適合大批量生產，工藝參數控制較多；碳納米管模板法可以制備氮化鋁納米管或納米線，但是納米管的使用提高了制備成本；碳熱還原法一般使用Al₂O₃做Al源制備AlN納米粉末，可以大批量生產且制備成本低廉，但很難制備出一維納米結構。所以利用Al₂O₃做Al源，通過改進碳熱還原法制備形貌可控的一維AlN納米結構，可以降低制備成本，是一種有較好發展前景的選擇。