[發明專利]一種利用化學剝離制備六方氮化硼納米片的方法有效

申請號：	201310682250.3	申請日：	2013-12-12
公開（公告）號：	CN103626141A	公開（公告）日：	2014-03-12
發明（設計）人：	郝霄鵬;杜淼;吳擁中	申請（專利權）人：	山東大學
主分類號：	C01B21/064	分類號：	C01B21/064;B82Y30/00
代理公司：	濟南金迪知識產權代理有限公司 37219	代理人：	寧欽亮
地址：	250100 山***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用化學剝離制備氮化納米方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種利用化學液相剝離制備六方氮化硼納米片的方法，屬于晶體材料技術領域。

背景技術

自從2004年英國曼切斯特大學物理和天文學系的Geim和Novoselov等人發現了石墨烯這種新型二維納米材料，二維材料及其特殊的性質越來越受到人們的重視。六方氮化硼（h-BN）與石墨烯在結構上都是類似的層狀結構，因此引起國內外許多科研小組的關注和興趣。值得注意的是，h-BN和石墨烯相比，有許多特殊的性質；例如，寬帶隙、高熱導率、優異的抗氧化性等優異的物理和化學性能。h-BN在耐高溫、深紫外發光器件及抗輻射等方面具有巨大的應用前景。但是，h-BN的層間具有較強的離子鍵作用，這使得剝離氮化硼的難度比剝離石墨的難度要大很多。

到目前為止，有關氮化硼納米片的制備方法不是很多，主要有機械剝離法（Lu,H.Li.；Ying?C.；Gavin,B.；Hong,Z.Z.；Mladen,P.；Alexey,M.G.J.Mater.Chem.2011,21,11862-11866.），液相剝離法（Lin,Y.；Williams,T.V.；Xu,T.-B.；Cao,W.；Elsayed-Ali,H.E.；Connell,J.W.J.Phys.Chem.C.2011,115,2679-2685.Zhi,C.；Bando,Y.；Tang,C.；Kuwahara,H.；Golberg,D.Adv.Mater.2009,21(28),2889-2893.），和化學氣相沉積法（Yu，M.S.；Christoph?Hamsen,Xiao,T.J.；Ki?Kang?Kim,Alfonso?Reina,Mario?Hofmann,Allen?Long?Hsu,Kai,Z.；He,N.L.；Juang,-Y.Z.；Mildred.S.Dresselhaus,Li,-J.L.；Kong,J.Nano?Lett.2010,10(10),4134-4139.Kim,K.K.；Hsu,A.；Jia,X,；Kim,S.M.；Shi,Y.；Hofmann,M.；Nezich,D.；Rodriguez-Nieva,J.F.；Dresselhaus,M.；Palacios,T.；Kong,J.Nano?Lett.2012,12(1),161-166.）。但是，上述方法有某些不足之處，限制了氮化硼納米片的大規模商品化生產。比如，機械剝離法產率很低；液相剝離法得到的氮化硼納米片尺寸較小，后處理麻煩；氣相沉積法設備條件苛刻，實驗過程難以控制，毒性很大。

發明內容

針對現有六方氮化硼（h-BN）納米片制備技術的不足，本發明提出了一種操作簡單、成本低的利用化學剝離制備六方氮化硼納米片的方法。

本發明利用化學剝離制備六方氮化硼納米片的方法，包括以下步驟：

（1）按0.5g-5g六方氮化硼粉末與100ml酸的比例，將六方氮化硼粉末與酸混合攪拌均勻，然后按與六方氮化硼粉末的質量比1:10-10:1的比例加入高錳酸鉀，繼續攪拌，制成混合物；

（2）將混合物置于冰浴中攪拌反應1小時-24小時；然后滴加雙氧水去除剩余的高錳酸鉀；

（3）最后，將反應產物水洗至pH值6-8，再溶于無水乙醇中分離，除去未剝離的氮化硼粉末，即得到氮化硼納米片。

所述的酸是一種無機酸，例如硫酸、硝酸、磷酸等。

本發明將酸、高錳酸鉀、雙氧水和六方氮化硼粉末一起反應，制備出氮化硼納米片，操作簡單，成本低廉，不需要復雜昂貴的設備，有利于大規模生產。

附圖說明

圖1是本發明制備的氮化硼納米片的掃描電鏡照片。

圖2是本發明制備的氮化硼納米片的透射電鏡照片。

圖3是本發明制備的氮化硼納米片的原子力顯微鏡照片及其厚度大小。上邊是氮化硼納米片的形貌圖，下邊圖為氮化硼納米片的厚度尺寸。