[发明专利]多孔氮化硼和该多孔氮化硼的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔氮化硼和该多孔氮化硼的制备方法。更具体地，本发明涉及具有高比表面积的高度多孔氮化硼，和该多孔氮化硼的制备方法。本申请要求在2012年7月27日向韩国知识产权局提交的第10-2012-0082716号韩国专利申请的优先权，其全部内容已通过引用并入本文。

背景技术

碳素材料是一种非常有用的材料，其可以应用于许多不同工业中，如催化剂、燃料电池、蓄电池的电极材料、超级电容器、复合材料、气敏元件、太阳能电池、各种电子装置等。碳正以非常多样化的形式被应用。

具体地，碳纤维、碳纳米管等具有高导电性的同时具有非常卓越的机械性能，并且，对于具有极高比表面积的活性碳或非晶碳来说，由于高孔隙率和稳定性，在用于燃料电池和蓄电池的电极材料领域，许多研究正在进行。并且，引起对用于如烃和氢等燃料的气体储存材料，或者能够净化污染区或如二氧化碳等有害气体的分离实体的注意。

近来，源于碳化物的碳(CDC)作为多孔碳素材料来研究，并且获得很多关注(Gogotsi等人，1997J.Mater.Chem.7:1841-1848；Boehm等人，Proc.12th Biennial Conf.on Carbon 149-150(Pergamon,Oxford,1975))。大部分非晶态CDC具有2nm或更小的微孔，并且因此，已报告选择性地生产0.6～0.9nm的孔隙，其对储存氢来说是理想的。

但是，2nm或更大的中孔在许多工业中也非常需要，如，半导体或大型气体存储、医学疗法的吸附体或润滑剂的吸附剂等。

近来，孔体积的控制与比表面积和孔径的控制一样由于更大的重要性而引起关注。因此，为控制孔隙，尝试使用各种原材料进行CDC合成。作为CDC的原材料，使用如TiC、ZrC、WC、SiC、TaC、B₄C、HfC、Al₄C₃等的大部分碳化物，但是根据碳化物的金属原子的种类不能获得明显的结果，并且还没有报告能够形成2nm或更大的中孔的CDC。

氮化硼(BN)与含碳材料相比较理论上具有1.5或更多倍的带隙能。其由氮化硼的异极性引起，并且含碳材料的带隙能是0.05～0.06ev/原子，而BN的带隙能是0.09～0.1ev/原子。已报告关于它的许多研究，而且样板法和置换法是目前已知的主要合成方法。但是，迄今为止报告的氮化硼的比表面积(SSA)与含碳材料相比较是非常低的。如果有效增加所述比表面积的方法是可靠的，氮化硼材料可以代替包括含碳材料的各种孔隙材料。

发明内容

技术问题

为解决现有技术的问题，本发明的目的是提供包括微孔和中孔的具有高比表面积的多孔氮化硼。

本发明的另一个目的是提供该多孔氮化硼的制备方法。

技术方案

本发明提供包含直径小于2nm的微孔和直径2至50nm的中孔的多孔氮化硼。

本发明还提供多孔氮化硼的制备方法，其包括以下步骤：

混合选自硼或含硼化合物中的至少一种硼源与选自氮或含氮化合物中的至少一种氮源；

加热该混合物并使其与卤素气体反应；以及

在氢气氛下加热该反应混合物。

附图说明

图1为表示根据实施例1至4制备的氮化硼粉末的XRD结果的曲线图。

图2为表示根据实施例1至4制备的氮化硼粉末的氮吸附结果的曲线图。

有益效果

本发明的多孔氮化硼可以在需要相对大孔隙的各种应用领域通过包含直径小于2nm的微孔和直径2nm或更大的中孔来有效地使用。

并且，根据本发明的制备氮化硼的方法，根据本申请的具有各种尺寸的孔隙和比表面积的多孔氮化硼可通过简单方法来容易地制备。

具体实施方式

本发明的多孔氮化硼包含直径小于2nm的微孔和直径2至50nm的中孔。

并且，本发明提供一种多孔氮化硼的制备方法，其包括以下步骤：混合选自硼或含硼化合物中的至少一种硼源与选自氮或含氮化合物中的至少一种氮源；加热该混合物并使其与卤素气体反应；以及在氢气氛下加热该反应混合物。

以下，将参考附图详细解释所述多孔氮化硼和该多孔氮化硼的制备方法。

根据本发明的一个方面，提供的是包含直径小于2nm的微孔和直径2至50nm的中孔的多孔氮化硼。