[发明专利]一种绿色剥离六方氮化硼纳米片的方法

说明书

本发明公开了一种绿色剥离六方氮化硼纳米片的方法，首先配置好低共熔溶剂，将氮化硼与低共熔溶剂进行混合，所得混合液在磁力搅拌器下进行搅拌，然后将混合液进行超声处理得到分散液，将分散液进行离心、干燥既得到六方氮化硼纳米片。本方法过程简单、成本低，且使用的低共熔溶剂绿色、无毒，所得到的六方氮化硼纳米片缺陷少，结构完整。

技术领域

本发明涉及二维纳米材料领域，尤其涉及一种绿色剥离六方氮化硼纳米片的方法。

技术背景

自2004年成功制备石墨烯以来，层状二维材料因其独特的理化特性而备受关注，六方氮化硼纳米片作为一种新的纳米材料，外观上白色松散、质地柔软且有光滑感的粉末，它的许多性质与石墨相类似，故有“白色石墨”之称。虽然六方氮化硼与石墨烯具有相似的晶体结构，但是，它却具有许多石墨烯所不具备的优异物理和化学特性，如：高电绝缘性能、高导热性能、耐化学腐蚀性、优异的介电性能等。这些优异的性能也赋予了六方氮化硼纳米片在吸附、储氢、材料等多个领域广阔的应用前景。

目前制备六方氮化硼纳米片的方法包括化学气相沉积法、微机械剥离法、液相剥离法等。机械剥离法制备方法较为简单，但是普遍产量较低，且所得六方氮化硼纳米片的尺寸和形貌不可控，具有一定的偶然性和局限性。化学气相沉淀法的操作条件苛刻、能耗高、过程复杂，因此液相剥离法被认为是最具有前景的制备方法。该方法利用溶剂分子与氮化硼表面之间的相互作用，并辅助长时间的超声剥离获得六方氮化硼纳米片。然而使用的溶剂大多具有毒性，易对环境造成破坏，因此寻找一种绿色、环保的溶剂制备六方氮化硼纳米片，该领域亟待解决的瓶颈问题。

低共熔溶剂(DES)是另一种新型绿色溶剂，具有与离子液体相似的特点，又被称为离子液体类似物。但是低共熔溶剂又不同于传统的离子液体，低共熔溶剂还有离子液体所不具有的优良特性，比如低毒甚至无毒，绿色环保性和可生物降解性等。低共熔溶剂往往是由氢键受体(HBA)和氢键供体(HBD)在一定的环境下形成的，而以低共熔溶剂为溶剂超声剥离氮化硼未有报道。因此寻找到一种绿色溶剂能高效生产质量达标的六方氮化硼纳米片，是技术人员探索、研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色剥离六方氮化硼纳米片的方法。本发明制备方法具有绿色、环保、低价等特点；所得六方氮化硼纳米片具有片层结构、完整的结晶结构、较高的热稳定性、良好的水分散性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种绿色剥离六方氮化硼纳米片的方法，包括以下步骤：

(1)制备低共熔溶剂：所述低共熔溶剂由氢键供体和氢键受体经加热熔融，得到以氢键形式结合的低共熔混合物。

(2)制备第一分散液：将氮化硼粉末加入到低共熔溶剂中搅拌均匀得到第一分散液；

(3)将第一分散液进行超声处理，得到第二分散液；

(4)将第二分散液进行离心处理，得到上清液；

(5)将第二溶剂加入步骤(4)中的上清液，搅拌均匀后进行超声处理，得到第三分散液。

(6)将第三分散液进行抽滤，干燥既得到六方氮化硼纳米片。

上述步骤(1)中所述低共熔溶剂所述氢键受体为氯化胆碱，所述氢键供体为三乙醇胺、丙三醇、乙二醇、尿素的一种。

上述步骤(1)中所述低共熔溶剂氢键供体和氢键受体的摩尔比为1：1～7，优选为1：2。

上述步骤(2)中所述氮化硼与低共熔溶剂的质量与体积比为1g：100ml

上述步骤(2)中所述将氮化硼粉末加入到低共熔溶剂中搅拌，搅拌转速为800～1000r/min,搅拌时间为30～60min。