[发明专利]氮化硼纳米管及其批量制备方法

说明书

本发明公开了一种氮化硼纳米管及其批量制备方法。所述制备方法包括：以硼酸盐为硼源负载催化剂而形成前驱物，所述催化剂包括过渡金属化合物；将所述前驱物于含氮气氛中加热至1200～1400℃，并在氨气气氛中保温反应，之后在保护气氛中降至室温，获得粗产物；以及，对所述粗产物进行后处理，制得所述氮化硼纳米管。本发明提供的氮化硼纳米管制备方法具有低成本、工艺简单、产率高等特点，且易于放大，实现大量生产，同时所获氮化硼纳米管管径为10～150nm，管长可达20～100微米，在复合材料、导热材料等领域具有广阔应用前景。

技术领域

本发明具体涉及一种氮化硼纳米管的批量制备方法，属于无机纳米材料技术领域。

背景技术

氮化硼纳米管(BNNT)作为一种新型的纳米材料，其不仅与碳纳米管(CNT)有着类似的晶体结构，而且还有着与CNT相媲美的力学性能和热传导性能。除此之外，氮化硼纳米管还有优异的抗氧化性、化学稳定性和良好的绝缘性。这些独特的性能使BNNT在纳米半导体器件、储氢材料、绝缘材料、以及抗氧化包覆层等领域具有广泛的应用。

目前常用的氮化硼纳米管合成方法有电弧放电法、激光烧蚀法、机械球磨法、CVD法热分解法等。近年来，随着氮化硼纳米管的深入研究，在制备方法上取得很大的成功和进展。但现有的这些制备工艺普遍存在制备成本高或者设备工艺复杂，使用的原料具有一定的毒性、并且氮化硼纳米管产量不高等缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种氮化硼纳米管及其批量制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例中提供了一种氮化硼纳米管的批量制备方法，其包括：

以硼酸盐为硼源负载催化剂而形成前驱物，所述催化剂包括过渡金属化合物；

将所述前驱物于含氮气氛中加热至1200～1400℃，并在氨气气氛中保温反应，之后在保护气氛中降至室温，获得粗产物，

对所述粗产物进行后处理，制得所述氮化硼纳米管。

进一步的，所述氮化硼纳米管的管径为10～150nm，管长为20～100微米。

与现有技术相比，本发明提供的氮化硼纳米管制备方法以廉价易得的硼酸盐为硼源，通过催化剂的设计，在前驱体(即硼源)表面直接获得氮化硼纳米管，不需要其他基底作为氮化硼纳米管的收集载体，工艺简单，条件易控，成本低廉，可批量生产，氮化硼纳米管产率高，且所获氮化硼纳米管在复合材料、导热材料等领域具有广阔应用前景。

附图说明

图1a-1b是本发明实施例1中制得的氮化硼纳米管的SEM图；

图2是本发明实施例1中制得的氮化硼纳米管的TEM图；

图3是图2中单根氮化硼纳米管的选区电子衍射(SAED)图；

图4是本发明实施例1中制得的氮化硼纳米管的Raman光谱图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是采用硼酸盐为硼源，通过多种负载方式，将过渡金属盐或其氧化物或氢氧化物等催化剂负载于硼酸盐表面，然后置入化学气相沉积设备中，在含氮气氛中加热并保温反应，再经后处理得到氮化硼纳米管。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

本发明实施例的一个方面提供了一种氮化硼纳米管的批量制备方法，其包括：

以硼酸盐为硼源负载催化剂而形成前驱物，所述催化剂包括过渡金属化合物；