[发明专利]一种用于水处理的活性多孔氮化硼纳米片的合成方法

说明书

一种用于水处理的活性多孔氮化硼纳米片的合成方法，将0.1～10克的三聚氰胺或二氰胺在保护气氛下加热至300～600℃，保温0.5～4小时，保温结束后停止气体的通入并将温度降至室温，得到淡黄色产物；将所得产物与硼酸以摩尔比为1:0.01～1:100混合所得的混合物在保护气氛下加热至300～500℃，接着将保护气体通入浓度为0.01～10mmol/L的氟硼酸铵水溶液中，再通入反应腔体中继续加热至600～1000℃，保温0.5～4小时，保温结束后停止气体的通入并将温度降至室温，所得到白色产物为活性多孔氮化硼纳米片，其比表面积可达817m²/g,直径为50～300nm，厚度2～6nm，且对水溶液中的有机和毒性重金属污染物具有优良的吸附能力，克服常用的污水处理和净化材料吸附能力低和重复使用效率差等缺陷。

技术领域

本发明属于无机多孔材料领域，具体涉及一种用于水处理的活性多孔氮化硼纳米片的合成方法。

背景技术

氮化硼纳米片的结构类似于石墨，层内是氮原子和硼原子交替排列的无限延伸六角形网格，层与层之间以ABAB…方式有序交替排列，层内有序交替的硼和氮原子存在很强的极性键。因此晶体结构在沿C轴方向的层间距较大、强度较低、层与层之间易于滑动，具有柔软的润滑特性。同时六方氮化硼纳米片具有较好的加工性、抗热振抗电振、较高的抗电场击穿强度、无毒环保、与多种金属不浸润、耐化学腐蚀等优良的物理化学特性，使得六方氮化硼纳米片被广泛应用于化妆品，高温、高频、大功率、光电子以及抗辐射器件、紫外宇宙空间、透波、高性能航空防摩擦、导弹、运载火箭、返程式卫星等军工航天领域以及高分子复合增强增韧、提高塑料热导和环境能源等领域。

常用的氮化硼纳米片制备方法有碳热还原法，氯化铵(尿素)-硼砂法，模板法，水(溶剂)热法，化学气相沉积(CVD)法以及热分解法等，但这些方法存在产率低，制备温度高，成本高或者工艺复杂难以产业化等缺点，所得到的氮化硼纳米片比表面积小吸附能力差，这严重制约着氮化硼纳米片在环境能源领域的广泛应用。这些方法合成的氮化硼纳米片尺度不均匀，更大的缺点是合成过程需要极高的温度，不仅能耗高，而且增加了生产的安全隐患。因此，迫切需要一种制备成本低廉，工艺简单，环境污染小，能耗低，并且所得产品具有优良污水处理及净化能力的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种产率高、制备条件温和、成本低、工艺简单的对水溶液中污染物具有优良吸附能力的活性多孔氮化硼纳米片的制备方法，而且该制备方法易于放大，可以达到批量生产的目的。

本发明的技术方案是：一种用于水处理的活性多孔氮化硼纳米片的合成方法，其特征在于：(1)将0.1～10克的三聚氰胺或二氰胺在保护气氛下加热至300～600℃，保温0.5～4小时，保温结束后停止气体的通入并将温度降至室温，得到淡黄色产物；(2)将(1)所得产物与硼酸混合所得的混合物在氮气或氩气保护下加热至300～500℃，接着将保护气体通入氟硼酸铵水溶液中，再通入反应腔体中继续加热至600～1000℃，保温0.5～4小时，保温结束后停止气体的通入并将温度降至室温，所得到白色产物为活性多孔氮化硼纳米片，其比表面积可达817m²/g,直径为50～300nm，厚度2～6nm，且对水溶液中的污染物具有优良的吸附能力。

上面步骤(1)中所述的保护气氛为氖气、氪气、氩气或氮气。

上面步骤(1)中的保护气氛为氖气、氪气、氩气或氮气时，气体流速为50-500毫升/每分钟。

上面步骤(2)中所述淡黄色产物和硼酸的摩尔比为1:0.01～1:100。

上面步骤(2)中所述氟硼酸铵水溶液的浓度为0.01～10mmol/L。

上面步骤(2)中的保护气氛气体流速为100～300毫升/每分钟。

本发明的有益效果是：