[发明专利]三维结构氮化硼及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维结构氮化硼的制备方法，包括如下步骤：

将氮化硼纳米片、表面活性剂与水按照质量比为1:(0.1～0.2)：(10～50)的比例进行第一混合处理，得到功能化氮化硼纳米片溶液；

将所述功能化氮化硼纳米片溶液与水溶性聚合物按照质量比为(1～20)：100的比例进行第二混合处理后，进行冷冻处理形成冰冻混合液，并将所述冰冻混合液进行冷冻干燥处理，得到三维结构氮化硼前驱体；所述冷冻干燥处理的真空度为-20Pa～-100Pa，冷冻温度为-50-0℃；所述冷冻处理的冷冻温度为-20～-40℃，冷冻时间为12～24h；

将所述三维结构氮化硼前驱体进行烧结热处理，得到三维结构氮化硼。

2.根据权利要求1所述的三维结构氮化硼的制备方法，其特征在于：所述氮化硼纳米片的直径为100nm～600nm；和/或

所述第一混合处理是采用超声处理，且所述超声处理的超声功率为100～500W，时间为1～5h。

3.根据权利要求1-2任一所述的三维结构氮化硼的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙、十二烷基硫酸钠或胆酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1、2任一所述的三维结构氮化硼的制备方法，其特征在于：所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

5.根据权利要求1、2任一所述的三维结构氮化硼的制备方法，其特征在于：所述烧结热处理的温度为800-1200℃，烧结时间为4-8h。

6.根据权利要求1、2任一所述的三维结构氮化硼的制备方法，其特征在于：所述氮化硼纳米片是按照如下方法制备：

将微米氮化硼与有机溶剂按照质量比为1:(50～100)的比例进行超声混合处理，得到初混液；

对所述初混液进行固液分离，得到所述氮化硼纳米片。

7.根据权利要求6所述的三维结构氮化硼的制备方法，其特征在于：所述微米氮化硼的粒径为2μm～18μm；和/或

所述有机溶剂为异丙醇、N,N’-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；和/或

所述超声混合处理操作中，超声功率为100～1000W，超声时间为12～24h；和/或

所述固液分离为离心分离，且离心速率为1000rpm～5000rpm，离心时间为10-30min。

8.一种三维结构氮化硼，其特征在于：所述三维结构氮化硼是由权利要求1所述的制备方法制备得到，且所述三维结构氮化硼的密度为1.0～100mg/cm³；和/或

所述三维结构氮化硼的孔径为2～200μm；和/或

所述三维结构氮化硼中氮化硼纳米片的直径为200～600nm。

9.如权利要求8所述的三维结构氮化硼在能源催化、污水处理、聚合物复合材料、超级绝热材料、军事及航天领域中的应用。