六方氮化硼材料的制備及性能研究.pdf

1、氮化硼納米材料因其優(yōu)異的性能和潛在的應用前景吸引了國內外科學家的廣泛關注。氮化硼納米材料的制備方法多種多樣，但是如何制備出大量、結構可控、純度高、結晶性好的氮化硼納米材料是當前存在的一個主要問題，對于該問題研究不僅有助于納米材料生長機制發(fā)展，而且還是進一步進行應用開發(fā)的基礎和保證。另一方面，在得到高質量的氮化硼納米材料后，如何通過修飾或摻雜等手段來提高材料的應用性能也是一個極具挑戰(zhàn)性的問題。本論文分別對氮化硼納米片、氮化硼納米片的表面修

2、飾、氮化硼納米管展開研究。
　　 (1)以氧化硼和三聚氰胺為前驅體，在1100-1300℃氮氣保護下，采用化學氣相沉積法在無模板、無催化劑的情況下合成宏量、高純的氮化硼納米片。所得氮化硼納米片隨反應溫度的不同，厚度可在20-50nm調節(jié)。X射線衍射結果表明產物為六方氮化硼結構，采用場發(fā)射掃描電鏡、透射電鏡、高分辨電鏡對產物的形貌進行了細致觀察，產物由大量納米片結構組成。傅利葉紅外轉換光譜以及電子能量損失光譜表明氮化硼產物具有典型

3、的sp2雜化結構。利用陰極發(fā)光光譜對氮化硼納米片的光學性能進行了詳細研究，分析表明氮化硼納米片在紫外區(qū)域具有很強的紫外發(fā)光性能，這就使得氮化硼納米片成為一種理想的制作紫外激光器件的材料。
　　 (2)采用一種簡單的化學方法對所制備的氮化硼納米片進行鉑納米粒子修飾。鉑納米粒子尺寸在5nm以下，在氮化硼納米片表面分布比較均勻，通過調節(jié)反應物的配比可以控制鉑納米粒子在氮化硼納米片上負載量。初步研究了鉑納米粒子修飾的氮化硼納米片在化學傳

4、感和生物傳感上的應用。實驗發(fā)現(xiàn)其對雙氧水有較好的檢測靈敏度（207μA mM-1 cm-2）和響應時間(<5s)，通過固載葡萄糖氧化酶還可以有效地檢測葡萄糖，靈敏度9.63μAmM-lcm-2、響應時間小于5s、最低檢測限5μM。
　　 (3)采用化學氣相沉積法，通過兩種不同的工藝制備BNNTs，探索最優(yōu)的制備工藝路線。XRD和FTIR分析表明得到的產物是高純六方相氮化硼，透射電鏡和掃描電鏡觀測結果顯示采用工藝一合成氮化硼納米管

5、時，反應溫度對氮化硼納米管的結構有著重要影響。900℃時得到的納米管大多呈現(xiàn)彎曲狀，管徑在100-200nm、管壁較??；1000℃時得到納米管有平直化的趨勢，管徑變粗300-500nm，管壁增厚，納米管表面較光滑：1100℃得到的納米管管徑進一步變粗（約為600nm左右），但是納米管的管壁非常薄，且納米管表面出現(xiàn)了大量褶皺，形成類似于毛毛蟲“節(jié)”狀結構。采用工藝二合成氮化硼納米管時，改變通入的反應氣體類型對氮化硼納米管的尺寸和形貌有較大