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高純度氮化硼納米管及其制備方法

信息來源：本站 | 發(fā)布日期： 2021-11-30 09:32:57 | 瀏覽量：877992

摘要：

高純度氮化硼納米管及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明是關(guān)于材料領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種高純度氮化硼納米管及其制備方法。背景技術(shù)[0002] 氮化硼納米管(BNNTs)是一種與碳納米管(CNTs)結(jié)構(gòu)相似的納米材料，可以看成是由B和N原子交替取代碳納米管中的C原子而形成的。與CNTs相…

高純度氮化硼納米管及其制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明是關(guān)于材料領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種高純度氮化硼納米管及其制備方法。

背景技術(shù)

[0002] 氮化硼納米管(BNNTs)是一種與碳納米管(CNTs)結(jié)構(gòu)相似的納米材料，可以看成是由B和N原子交替取代碳納米管中的C原子而形成的。與CNTs相比，BNNTs的禁帶寬度約為5.5eV,且?guī)恫皇芗{米管的直徑和手性的影響，同時(shí)BNNTs具有良好的機(jī)械性能，據(jù)報(bào)道其楊氏模量和拉伸強(qiáng)度約為1.3TPa和33GPa。同時(shí)BNNTs還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，其在空氣中的熱氧化溫度高達(dá)800℃。這些優(yōu)異的性質(zhì)使得BNNTs在電子封裝、航空航天、汽車行業(yè)、高性能復(fù)合材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 然而，缺乏高效制備高純度BNNTs的合成方法限制了BNNTs的科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用。許多研究人員已經(jīng)在BNNTs的制備方面開展了許多工作，但現(xiàn)有的BNNTs制備技術(shù)中存在產(chǎn)物中雜質(zhì)較多、成本高等缺點(diǎn)。
[0004] 因此，對于現(xiàn)有技術(shù)中的問題有必要提供一種高純度氮化硼納米管的制備方法。
[0005] 公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種氮化硼納米管及其制備方法，該方法操作步驟簡單、重現(xiàn)性好且制得的氮化硼納米管的質(zhì)量高。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0008] 一種高純度氮化硼納米管的制備方法，包括：
[0009] 將催化劑配置于基底上，使硼源和氮源通過化學(xué)氣相沉積法在所述基底上生長形成氮化硼納米管；
[0010] 其中，所述催化劑為九水硝酸鐵和氧化鎂組成的混合物。
[0011] 在本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式中，該高純度氮化硼納米管的制備方法具體包括：
[0012] 將九水硝酸鐵和氧化鎂混合形成所述催化劑，并溶解于溶劑中形成催化劑溶液，再將所述催化劑溶液涂布于基底上；
[0013] 然后將基底和裝有硼源的反應(yīng)容器置于化學(xué)氣相沉積設(shè)備中；
[0014] 在保護(hù)氣氛下，以5～20℃/min的速率升溫至1200～1400℃，然后以50～300sccm的速率通入氮源，保溫0.5～3h，以在所述基底上生長形成氮化硼納米管。
[0015] 在本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式中，所述九水硝酸鐵和氧化鎂的摩爾比為1:1。
[0016] 在本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式中，所述硼源為硼粉和氧化硼組成的混合物；或所述硼源為硼酸。
[0017] 在本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式中，所述硼源為硼粉和氧化硼組成的混合物時(shí)，所述硼粉和氧化硼的質(zhì)量比為3:4或3:8。
[0018] 在本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式中，所述氮源為氨氣和/或氮?dú)狻?
[0019] 在本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式中，所述溶劑為無水乙醇，所述催化劑溶液的濃度為10～40mmol/L。
[0020] 在本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式中，所述催化劑溶液涂布于基底上的涂布方式為旋涂。
[0021] 在本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式中，所述保護(hù)氣氛為氬氣氣氛或氮?dú)鈿夥铡?
[0022] 本發(fā)明還一種高純度氮化硼納米管，該高純度氮化硼納米管由前述方法制得。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的高純度氮化硼納米管的制備方法驟簡單、成本低、重現(xiàn)性好，能夠在普通水平管式爐中制備氮化硼納米管，能夠高效的獲得高純度的氮化硼納米管，而且所制得的氮化硼納米管為圓柱狀，結(jié)晶性良好。

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