氧化铜辅助合成六方氮化硼纳米材料研究

作     者：熊成佳 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：涂伟霞

授予年度：2014年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 0702[理学-物理学] 

主      题：六方氮化硼 纳米颗粒 氧化铜 水分散性 纳米线 纳米片 

摘      要：六方氮化硼材料由于其结构与石墨相似,而且具有高温稳定性,化学惰性,耐酸耐碱,抗氧化性,高热导性,绝缘等特性。这些优异的性质使得六方氮化硼在储氢、在苛刻条件下作为催化剂载体、导热材料填充剂、有机-无机复合材料等方面有着非常广阔的应用前景。本文通过调控不同的反应原料、反应时间和氧化铜的量制备出了三种不同形貌的六方氮化硼纳米材料。 1、通过用硼酸、氯化铵、氯化钾及氧化铜混合放入高温管式炉中反应制备出了六方球形的氮化硼纳米颗粒,用SEM、TEM、XRD、FTIR、 XPS、BET对其形貌、晶型、结构等进行了表征与分析,并且对氮化硼纳米颗粒在水中的分散性能以及稳定性进行了深入的研究。与没有加入氧化铜而制备的氮化硼相比,在反应体系中加入氧化铜则能改变氮化硼粒径大小、比表面积及其表面性质,其平均粒径约为30nm,比表面积高达75m2g-1,当pH在4～10范围时,球形氮化硼纳米颗粒的Zeta电势在-30mV--50mV之间变化,并且此种氮化硼纳米颗粒在水中的分散性和稳定性非常好。 2、通过加大氧化铜的量和延长反应时间能够合成出四棱柱形的六方氮化硼纳米线。研究表明反应温度、氧化铜的量、反应时间等反应参数都对纳米线有很大的影响。六方氮化硼纳米线长度可达25μm,宽度100nm,长径比高达250：1,此种氮化硼纳米线比较少见。然而,以硼酸、氯化钾和氧化铜混合在氨气气氛下高温反应,则能够合成出尺度均匀的六方氮化硼纳米片,其厚度为30nm左右。