[发明专利]一种氮化硼纳米片-石墨烯复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种氮化硼纳米片‑石墨烯复合材料的制备方法，属于新材料技术领域。本发明包括以下步骤：(1)分别量取氧化石墨烯分散液和六方氮化硼纳米片粉末，分散在去离子水中，搅拌，将搅拌后的分散液进行超声波处理，得到含有少层氮化硼纳米片和氧化石墨烯的分散液；(2)将分散液装入聚四氟乙烯作为内衬的反应釜中，放入烘箱反应。将反应后的胶体放入冷冻干燥机中干燥至恒重，即得到六方氮化硼纳米片‑还原氧化石墨烯复合材料。制得的产品品质高且成本低。同时，本发明提供的制备方法复合比例可控，操作简单，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，特别涉及一种氮化硼纳米片-石墨烯复合材料的制备方法。

背景技术

六方氮化硼与石墨烯有相似的结构，但却具有差异巨大的电化学性质。例如：六方氮化硼具有较宽带隙，不具有导电性；而石墨烯具有零带隙结构，具有较高导电性。六方氮化硼和石墨烯的复合材料由于二者相似的结构，能够兼具两者优异的性质，不仅能够改善石墨烯的电化学性质，也能够改变氮化硼的本征特性，进一步拓展六方氮化硼和石墨烯各自的性质。

目前六方氮化硼-石墨烯复合材料的制备方法包括：物理生长和化学合成两种方法。物理生长需要在六方氮化硼或石墨烯薄膜上异质外延生长，由于对生长设备要求高，生长技术难度大，限制了其应用。化学合成方法产量高，但其产物尺寸小，且生产过程需要有机溶剂，后期难以去除，不符合环保理念。如发明人公开的专利(专利申请号：CN201910861267.2)中，公开了一种六方氮化硼/石墨烯平面异质结构的制备方法，有效的提高了氮化硼在石墨烯基底上成核点。也有文献报道水热法制备六方氮化硼/石墨烯复合材料的构建，主要使用氮化物前驱体与氧化石墨烯进行混合后进行水热合成反应，最终形成六方氮化硼/还原氧化石墨烯复合材料。但该方法形成的六方氮化硼/还原氧化石墨烯复合材料不够纯净且质量较低，存在很多反应不完全的前驱体造成催化效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提出一种氮化硼纳米片-石墨烯复合材料的制备方法，具有工艺简单、产品量高的特性，解决了现有技术的六方氮化硼纳米片-还原氧化石墨烯的制备方法成本高、生产效率低和不环保等问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种氮化硼纳米片-石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别量取氧化石墨烯分散液和六方氮化硼纳米片粉末，分散在去离子水中，搅拌，将搅拌后的分散液进行超声波处理，得到含有少层氮化硼纳米片和氧化石墨烯的分散液。

(2)将分散液装入聚四氟乙烯作为内衬的反应釜中，放入烘箱反应。将反应后的胶体放入冷冻干燥机中干燥至恒重，即得到六方氮化硼纳米片-还原氧化石墨烯复合材料。

具体的，步骤(1)所述六方氮化硼纳米片与氧化石墨烯的质量比可为1:1-1:7。

优选的，步骤(1)所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.5～1mg/ml。

优选的，步骤(1)所述搅拌转速为300-500r/min。

优选的，步骤(1)所述超声波处理的时间为15～20min，功率为50W。

优选的，步骤(2)所述烘箱温度为180℃～200℃，更优选180℃，时间为10～12h，更优选10h。

优选的，步骤(2)所述冷冻干燥机工作温度为-40～-50℃，时间为10～14h。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供了一种氮化硼纳米片-石墨烯复合材料的制备方法，所得复合材料的缺陷位点明显，且六方氮化硼片层分布均匀于石墨烯片层上，具有层间范德瓦尔斯作用力，有利于提高催化剂的性能。