[发明专利]自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜，其特征在于它主要由三维排列的氮化硼纳米片组装而成，并具有与超顺排碳纳米管薄膜相应的网络取向，所述超顺排碳纳米管薄膜为单层超顺排碳纳米管薄膜或多层超顺排碳纳米管薄膜沿任意方向交叠形成的网络结构，所述氮化硼纳米片包括单层纳米片、少层纳米片或多层纳米片，同时所述自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜的制备方法包括：以所述超顺排碳纳米管薄膜为模板，取B源和N源在设定条件下反应生成氮化硼纳米片并以三维排列的形态沉积于所述模板表面，形成CNT/BN纳米片复合薄膜，之后将所述CNT/BN纳米片复合薄膜置于含氧气氛中煅烧除去所述模板，获得自支撑的柔性氮化硼纳米片薄膜。

2.根据权利要求1所述的自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜，其特征在于：所述自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜的厚度为500nm～10μm，并具有超疏水性能，与水的接触角大于150°，同时还具有紫外发光特性。

3.一种自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜的制备方法，其特征在于包括：

（1）以超顺排碳纳米管薄膜为模板，取B源和N源在设定条件下反应生成氮化硼纳米片并以三维排列的形态沉积于所述模板表面，形成CNT/BN纳米片复合薄膜；

（2）将CNT/BN纳米片复合薄膜置于含氧气氛中煅烧除去所述模板，获得自支撑的柔性氮化硼纳米片薄膜。

4.根据权利要求3所述的自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜的制备方法，其特征在于包括：

提供一CVD反应箱体，并在所述反应箱体内设置卷绕装置，

连续地从可纺丝碳纳米管阵列中抽出超顺排碳纳米管膜，并卷绕到所述卷绕装置上，且在分布于可纺丝碳纳米管阵列和卷绕装置之间的超顺排碳纳米管薄膜下方设置B源前驱体；

对B源前驱体进行加热，使B源前驱体生成B源气体，并在达到B源与N源的反应温度时，向反应箱体内通入氮源，从而在超顺排碳纳米管薄膜上连续沉积氮化硼纳米片，形成CNT/BN纳米片复合薄膜并卷绕至卷绕装置上；

反应完成后，将卷绕的CNT/BN纳米片复合连续薄膜取出，含氧气氛中煅烧除去碳纳米管，获得连续的自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜。

5.根据权利要求3或4所述的自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜的制备方法，其特征在于包括：取B粉和金属化合物粉体在900～1400℃反应产生的B₂O₂蒸汽作为B源，所述金属化合物粉体包括MgO或MgO与Fe₂O₃及FeO中至少一种的组合物，其中B粉与MgO粉体的质量比为1：10～10：1，Fe₂O₃和/或FeO的质量为所述B粉与金属化合物粉体总质量的0～90%。

6.根据权利要求3或4所述的自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜的制备方法，其特征在于所述N源包括NH₃或NH₃与稀释气体的混合气体，所述稀释气体包括惰性气体或氮气。

7.根据权利要求3或4所述的自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜的制备方法，其特征在于包括：取B源和N源在温度为900～1400℃的条件下反应生成氮化硼纳米片并沉积于所述模板表面。

8.根据权利要求3或4所述的自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜的制备方法，其特征在于步骤（2）中采用的煅烧温度为550℃～850℃，煅烧时间为1～120min，所述含氧气氛选自空气、纯氧气、氧气与氮气的混合气体中的任一种。

9.根据权利要求3或4所述的自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜的制备方法，其特征在于所述模板包括单层超顺排碳纳米管薄膜或由多层超顺排碳纳米管薄膜沿任意方向交叠形成的网络结构。

10.由权利要求3-9中任一项所述方法制备的自支撑的氮化硼纳米片柔性薄膜。