[發明專利]一種石墨烯和氮化硼復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910946051.6
• 申請日: 2019-10-01
• 公開（公告）號: CN112588259A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王杰;徐四向;韓勇
• 申請（專利權）人: 王杰
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30;C02F103/30
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一種石墨烯和氮化硼復合材料的制備方法，其包括以下步驟：1）將氧化石墨烯分散在乙醇溶液中，然后再向其中加入適量的硼酸和三聚氰胺，超聲分散均勻；2）向步驟1）中混合均勻的溶液中再加入適量的礦化劑，將攪拌均勻，以促進氮化硼的形成，而非形成摻雜態；3）將步驟2）中混合均勻的溶液離心后烘干，然后將其研磨成粉末，并置于燒結爐中于保護氣氛下進行燒結即可得到最終產物。

技術領域

本發明涉及一種吸附材料制備技術領域，具體是一種石墨烯和氮化硼復合吸附材料的制備及其應用領域。

背景技術

石墨烯是碳原子通過sp²雜化形成的六邊形蜂窩狀結構的二維層狀材料，是一種能夠穩定存在的單原子層碳材料。碳的眾多同素異形體可按照維數劃分為零維的碳納米顆粒、一維的碳納米管、二維的石墨烯和三維的石墨或石墨烯氣凝膠等，由于石墨烯的蜂窩狀單原子排布結構，使其具有非常優越的性能，如其廣泛應用于導熱、導電、吸附、催化以及屏蔽等技術領域。是目前研究最為火熱的一種新型材料。

六方氮化硼（h-BN）是眾所周知的一種類石墨烯的絕緣散熱基片，因為它的表面相對平整，并且有著和石墨烯類似的六邊形蜂窩狀晶體結構，也是一種典型的層狀材料，其質地柔軟，可加工性強，故也被稱為白石墨。此外，已有研究證明，由于石墨烯和六方氮化硼（h-BN）之間只有很小的晶格錯配（1.6%），因此它們之間存在著很多類似的物理性質。故將其和石墨烯進行復合研究，如形成異質結結構，具有重要意義。

現有技術中，如J. Hone等人在2010年于《Nature Nanotech》上發表的文章“Boronnitride substrates for high-quality graphene electronics”中使用氮化硼為基底生長石墨烯，制備的電子器件相比于使用硅基底的性能有了很大的提升，這是因為氮化硼相對于硅基底與石墨烯的晶格匹配性更好，具有明顯的優勢。之后， Zheng Liu等人在2013年于《Nature Nanotech》上發表的文章“In-plane heterostructures of graphene andhexagonal boron nitride with controlled domain sizes”中公開了使用光刻圖案化的氮化硼原子層上生長石墨烯，并可以將其從生長基底上剝離，轉移到其他的任意基底，如柔性基底上，并將其用于納米電子器件的構筑。此外，2016年四川大學的Jie Yang等人在《JMC》上發表的文章“An ice-templated assembly strategy to construct grapheneoxide/boron nitride hybrid porous scaffolds in phase change materials withenhanced thermal conductivity and shape stability for light–thermal–electricenergy conversion”中公開了使用冰模板法將氮化硼和氧化石墨烯混合制備出復合材料，并在其中添加適量的PEG，得到一種性能良好的復合材料。

總之，由于氮化硼和石墨烯性質極為類似的特性，對于石墨烯和氮化硼的復合研究一直是很重要的研究領域。但據申請人所知，目前很少有人能夠將其直接一步復合并應用于吸附劑領域，這對于研究人員來說是一個全新的領域。

為此，本發明的目的就是提供一種制備石墨烯和氮化硼復合材料的制備方法，并將其應用于吸附劑領域，并證明這樣的方法制備出的復合材料表現出了極好的吸附性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備石墨烯和氮化硼復合材料的制備方法，并將其應用于吸附劑領域，并證明這樣的方法制備出的復合材料表現出了極好的吸附性能。

為了使本領域技術人員能夠清楚明了的理解本發明的技術方案，現對本發明的技術方案進行如下詳細描述。

一種石墨烯和氮化硼復合材料的制備方法，其包括以下步驟：