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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:881901

摘要:

高純度氮化硼納米管及其制備方法技術領域[0001] 本發(fā)明是關于材料領域,特別是關于一種高純度氮化硼納米管及其制備方法。背景技術[0002] 氮化硼納米管(BNNTs)是一種與碳納米管(CNTs)結構相似的納米材料,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

技術領域

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

背景技術

[0002] 氮化硼納米管(BNNTs)是一種與碳納米管(CNTs)結構相似的納米材料,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BNNTs具有良好的機械性能,據(jù)報道其楊氏模量和拉伸強度約為1.3TPa和33GPa。同時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800℃。這些優(yōu)異的性質使得BNNTs在電子封裝、航空航天、汽車行業(yè)、高性能復合材料等領域具有廣泛的應用前景。
[0003] 然而,缺乏高效制備高純度BNNTs的合成方法限制了BNNTs的科學研究和實際應用。許多研究人員已經在BNNTs的制備方面開展了許多工作,但現(xiàn)有的BNNTs制備技術中存在產物中雜質較多、成本高等缺點。
[0004] 因此,對于現(xiàn)有技術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,而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

發(fā)明內容

[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量高。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的技術方案如下:
[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容器置于化學氣相沉積設備中;
[0014] 在保護氣氛下,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)明的一個或多個實施方式中,所述硼源為硼粉和氧化硼組成的混合物時,所述硼粉和氧化硼的質量比為3:4或3:8。
[0018] 在本發(fā)明的一個或多個實施方式中,所述氮源為氨氣和/或氮氣。
[0019] 在本發(fā)明的一個或多個實施方式中,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)明的一個或多個實施方式中,所述保護氣氛為氬氣氣氛或氮氣氣氛。
[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,結晶性良好。

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