[发明专利]一种长直氮化硼纳米线的制备方法

说明书

一种长直氮化硼纳米线的制备方法，属于纳米线制备技术领域。所述方法如下：将硼粉与催化剂粉末放入球磨罐中，对球磨罐进行抽真空然后注入高纯氮气，再将球磨罐置于球磨机内对硼粉与催化剂粉末进行球磨；将粉末分散到酒精中形成墨状前驱物，将墨状前驱物刷涂到衬底上；向烧结炉中通入高纯氮气，将衬底放到烧结舟上推入烧结炉中；将烧结炉内的温度以10~20℃/min的升温速度自室温升温至1100~1200℃，在氮氢混合气中恒温1h，然后冷却至室温，即得长直氮化硼纳米线。本发明的优点是：本发明方法制备的长直氮化硼纳米线纯度高，可达90%以上，且制备温度低、成本低。本方法工艺简单易行、所用设备廉价、实验过程方便且产品纯度高。

技术领域

本发明属于纳米线制备技术领域，具体涉及一种长直氮化硼纳米线的制备方法。

背景技术

自从碳纳米管发现以来，氮化硼纳米材料作为碳纳米材料的类似物引起了人们广泛的兴趣和重视。理论研究表明氮化硼纳米材料具有优良的物理和化学特性，如带隙宽度不受手型、管径大小的影响，具有耐高温、抗氧化、耐化学腐蚀、良好的热稳定特性及优异的力学性能等。这些优异的特性使氮化硼纳米材料在高温大功率纳米器件、复合材料、平板显示灯领域具有巨大的应用前景。因此，作为当今纳米材料领域中的重要研究方向之一，国内外在氮化硼纳米材料的制备及应用方面的研究投入了大量的资金和精力。

目前氮化硼纳米管的制备方法主要有电弧放电法、模板法、静电纺丝法、机械球磨法和高温化学气相沉积法等。其中机械球磨法和高温化学气相沉积法是目前的主流制备方法。但是氮化硼纳米线的制备方法较少，且目前制备氮化硼纳米线的这些方法虽然能够得到氮化硼纳米线，但氮化硼纳米线的产率普遍较低（可视为氮化硼纳米管制备过程的杂质），制备过程中需要使用具有腐蚀性的氨气，需要高真空度、高射频等苛刻条件，制备的纳米线形貌弯曲，不利于后期纳米效应的研究及特殊性质的研究以及实际应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有方法制备的氮化硼纳米线产率低、成本高、设备复杂以及形貌弯曲影响后续研究和应用的问题，提供一种长直氮化硼纳米线的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种长直氮化硼纳米线的制备方法，所述方法步骤如下：

步骤一：将硼粉与催化剂粉末放入球磨罐中，对球磨罐进行抽真空，抽至压强为-0.1MPa ~ -0.09MPa，然后注入高纯氮气，至球磨罐内压强为0MPa~0.14MPa，再将球磨罐置于球磨机内对硼粉与催化剂粉末进行球磨，硼粉与催化剂粉末的质量比为1:0.08 ~ 0.7，球磨后粒径为600nm ~1200nm；

步骤二：将球磨好的粉末分散到酒精中，使粉末与酒精的料液比为0.5~0.75g/mL，形成墨状前驱物，将墨状前驱物刷涂到衬底上，所述酒精的体积浓度≥99.7%；

步骤三：向烧结炉中通入高纯氮气，气体流速为100sccm ~ 400sccm，将衬底放到烧结舟上推入烧结炉中；

步骤四：将烧结炉内的温度以10℃/min ~ 20℃/min的升温速率自室温升温至1100℃~1200℃，在氮氢混合气中恒温1h，然后冷却至室温，即得长直氮化硼纳米线。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明方法制备氮化硼纳米线纯度高，可达90%以上，且制备温度低、成本低。本发明工艺简单易行、所用设备廉价、实验过程方便且产品纯度高，制备的氮化硼纳米线在纳电子学、光电子学、储氢及耐高温功能材料方面具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明对比例1所得氮化硼管状结构的扫描电镜照片；

图2是本发明对比例1所得氮化硼管状结构的低分辨透射电镜照片；

图3是本发明对比例1所得氮化硼纳米结构的高分辨透射电镜照片；