新型h-BN的合成及性能研究.pdf

1、由于六方型BN(h-BN)具有機(jī)械性能好、導(dǎo)熱性能高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗氧化能力強(qiáng)等特殊性能，其在潤(rùn)滑劑、熱導(dǎo)材料、儲(chǔ)氫材料、陶瓷、電工、催化、電子領(lǐng)域等有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。但到目前為止，h-BN在這些領(lǐng)域的中并沒有得到廣泛的應(yīng)用，主要原因之一是至今還沒有一種合適的方法合成出性能好的h-BN材料。目前合成h-BN的方法有電弧放電法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、球磨退火法、前驅(qū)體高溫?zé)峤夥ê湍０宸ǖ?。在這些方法中，電弧放電法、化學(xué)氣相沉積法常

2、被用于合成h-BN納米纖維，但是這些方法操作復(fù)雜、成本較高且得不到高產(chǎn)量的h-BN納米纖維產(chǎn)物。在高比表面積的h-BN合成研究中，前驅(qū)體法和模板法被認(rèn)為相對(duì)有效的方法，但是前驅(qū)體法涉及的有效前驅(qū)體難于合成并且產(chǎn)量低，而模板法則難于合成高純度的h-BN，且操作繁雜。因此尋求一種簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的方法來合成各種形態(tài)的h-BN將是非常有意義的研究工作。 本文以價(jià)廉的KBH<,4>和NH<,4>Cl為原料，采用高溫固相反應(yīng)合成各種形態(tài)的h-BN

3、。考察了生成各種形態(tài)的h-BN的影響因素。用XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS和低溫N<,2>吸附-脫附等手段對(duì)合成的樣品進(jìn)行表征，優(yōu)化合成條件。并對(duì)各種形態(tài)的h-BN的形成機(jī)理進(jìn)行了探討，取得了以下有意義的研究結(jié)果： 1．首次以水為反應(yīng)體系，采用價(jià)廉、簡(jiǎn)便的方法合成出h-BN的前驅(qū)體，在以前驅(qū)體合成h-BN納米纖維中發(fā)現(xiàn)：KCl熔融體系是形成多面體h-BN納米纖維的關(guān)鍵因素。 2．在低維高分散性h-BN納米晶和

4、類核殼h-BN的合成中，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)前驅(qū)體和NH<,4>Cl物質(zhì)量的比，在不同的反應(yīng)溫度條件下就能分別合成出低維h-BN納米顆粒(2-8nm)、類核殼碟狀h-BN納米顆粒。 3．利用h-BN低維納米顆粒之間的團(tuán)聚規(guī)律，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間，成功地合成出單孔、雙孔結(jié)構(gòu)的高比表面積h-BN。研究結(jié)果表叫，KCl 熔融體系能夠促進(jìn)h-BN納米顆粒間團(tuán)聚，有利于生成多孔高比表面積的h-BN。因此，通過對(duì)KCl物質(zhì)量的調(diào)節(jié)，可以合成出高比表面