低温制备多孔氮化硼纳米材料及其性能研究.ppt
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1、低温制备多孔氮化硼纳米材料及其性能研究,主要内容,一、多孔材料简介 二、介孔氮化硼的合成,表征及其性能测试 三、网孔状氮化硼的制备 四、多孔氮化硼薄片的可控大量制备,一、多孔材料简介,多孔材料普遍存在于我们的周围,在结构、缓冲、减振、隔热、消音、过滤等方面发挥着重大的作用。 纳米材料作为一种新兴的材料,在电子、机械、化工、生物和医学等领域具有广泛的应用前景。 多孔纳米材料集纳米材料和多孔材料的优点于一身,其潜在的应用前景同样引起了广泛的关注。,1.1 多孔材料定义 是一类包含大量孔隙的材料,是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料,孔洞的边界或表面由支柱或平板构成 孔径尺寸 材料成分,微
2、孔材料 d2 nm,介孔材料 2 nmd50 nm,大孔材料 d50 nm,多孔金属材料,多孔陶瓷材料,多孔塑料,分类,1.2 多孔氮化硼材料,密度小 比表面积大 化学性质稳定 热导率高 抗氧化性能好 熔点高,催化剂载体 气体分子吸附材料 化学分离与提纯,1.3 多孔氮化硼纳米材料的制备方法,模板法 高温分解法 自组装法 简单化学合成法,二、介孔氮化硼的合成,表征及其性能测试,2.1 选题思路: 1.在高温环境下已经成功合成多孔氮化硼纳米材料,但是这种高能耗的产出模式不符合绿色低碳的环境保护要求,探索在低温下合成多孔氮化硼纳米材料,具有十分重要的意义。 2.模板法是合成多孔氮化硼纳米材料的主要
3、方式,但产物需经历复杂的后期处理。探索无模板法制备多孔氮化硼,有利于大幅度提高生产效率。 3.尿素具有较低的熔点(132.7 C ),分解温度也比较低,可以作为低温下合成氮化硼的氮源,而且其低廉的价格,也可以有效降低实验的成本。,2.2 实验方案,1.53g NaBH4,1.20g CO(NH2)2,灰色的初始产物,550 C,10 h,白色悬浊液,白色粉末,稀盐酸,去离子水,60 C干燥10 h,2.3 结果与讨论,图2.1. 产物的XRD图谱(a)和FTIR图谱(b),图 2.2. 产物的TEM形貌和EDPb),图2.3. (a)产物的HRTEM形貌,(b)产物在700 C保温1.5 h后
4、HRTEM形貌,插图是晶格条纹图像,(c)TGA-DTA曲线,热稳定性分析,图 2.4.氮气吸附-脱吸等温线(a)和DFT孔径分布曲线(b) ),氮气吸附性能分析,图2.5.多孔BN的FESEM图像(a),相应的CL图像(b)和CL图谱(c),发光性能测试,2.4 机理分析,图2.6. 未处理的产物的XRD图谱,2CO(NH2)2 + NaBH4 = BN + NaCN + 2NH3 + CO2+ 3H2,1.CO(NH2)2分解成HCNO和NH3 2.HCNO与NaBH4生成硼烷和 NaCN 3.硼烷与NH3生成环硼氮烷 4.环硼氮烷分解生成氮化硼 副产物NaCN, NH3,H2和CO2 在
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- 低温 制备 多孔 氮化 纳米 材料 及其 性能 研究
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