氮化硼纳米片的规模化制备工艺探索

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loongzhou
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氮化硼纳米片作为一种新兴二维材料,因具有好的抗氧化性、强的抗化学腐蚀性、优异的热学力学性能以及耐高温性能等使其在聚合物复合材料、液相吸附、气体存储等方面具有广泛的应用。但就目前而言,氮化硼纳米片的剥离制备存在一些问题。剥离效率低,普遍集中在1%-25%。纳米片分散液浓度低,常使用昂贵且部分存在毒性的有机溶剂作为分散剂。制备技术的尚不成熟,难以为后续的相关应用及时提供充足的原料。因此,如何大量剥离制备出氮化硼纳米片成为亟待解决的问题。本论文基于相关文献的工作基础,以尿素为辅助试剂,改性剥离氮化硼。以水为除杂和分散试剂,通过超声辅助剥离的手段,得到了可稳定分散的较高浓度的分散液。改变混合比例、球磨时间,探索出了实验室级别的批量制备最优工艺,同时借助XRD、SEM、TEM等手段对氮化硼纳米片进行表征测试。同时在初始实验的基础上,结合现有的化工知识,对氮化硼纳米片的制备工艺过程进行了设计探索。主要研究内容及结果如下:通过改变混合比例、球磨时间等参数实现了工艺过程的最优化,得到最优的工艺条件为:氮化硼与尿素混合比例为1:20时,球磨10 h,超声分散2 h,3000 rpm离心处理可获得大量少层氮化硼纳米片,剥离效率达到52.7%,此时分散液浓度最高,达到2.7mg/mL。随后在实验室小试制备氮化硼纳米片基础上,对规模化制备过程进行了可行性的探索研究。通过文献资料整理等手段对纳米片规模化制备进行了初步设计。为后续规模化制备工作提供实验基础与依据。
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