[发明专利]多孔氮化硼

说明书

一种制备多孔氮化硼材料的方法。该方法包括提供包含第一含氮有机化合物、第二含氮有机化合物和含硼化合物的混合物。该方法还包括加热混合物以引起混合物的热降解并形成多孔氮化硼材料。

技术领域

本发明涉及用于制造多孔氮化硼材料的方法、多孔氮化硼材料本身以及用于分离液体和气体的混合物的方法。本发明在具有可调节的孔隙率特性的氮化硼材料的生产中具有特殊但非排他性的应用。

背景技术

多孔材料具有多种应用，包括气体存储、水和空气处理；气体和液体的分离、药物递送、催化等。适用于给定应用的材料的特性，特别是孔隙率特性(例如表面积、孔体积等)通常是特定于该应用的。用于给定应用的多孔材料所需的性质是本领域技术人员众所周知的。希望能够可靠地生产具有可调(即选择性可调)孔隙率特性的材料。

氮化硼基多孔材料(例如非晶和/或乱层材料)具有许多有用的特性，包括高耐化学性、导热性和机械抗性，使得这些材料成为各种应用的理想选择。

氮化硼可以通过在惰性气氛如氮气(N₂)或氨/氢(NH₃/H₂)或氮/氢N₂/H₂混合物中在热降解反应中通过加热含氮前体和含硼前体的混合物来制备。

用于生产多孔氮化硼材料的现有方法包括使用模板化方法。举例来说，多孔沸石模板可以用丙烯渗透以形成结合到沸石结构上的所谓碳质复制品(carbonaceousreplica)。然后可以使用氢氟酸溶解沸石模板。然后可以将碳质复制品用聚硼氮烯浸渍，然后热解形成氮化硼材料。通常，此后采用洗涤和其他处理步骤除去尽可能多的碳质材料。

但是，现有方法可能会产生具有大量杂质(例如碳基杂质)的多孔氮化硼材料。当材料暴露于高温下时，材料中的碳基杂质可能会热降解，从而在材料中产生弱点(例如结构弱点)，从而损害该材料适当的功能。另外，现有方法经常依赖于使用昂贵的试剂和/或起始材料。此外，模板化方法可以提供对氮化硼材料(即具有选择性可调节的孔隙率特性的材料)中的孔结构的有限控制，和/或通常可以被单峰孔径分布所限制。

期望提供一种改进的生产技术和/或改进的多孔氮化硼材料，和/或另外期望消除和/或减轻不论在本文提出或另外提出的已知的生产技术和/或多孔氮化硼材料的一个或多个缺点。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种生产多孔氮化硼材料(任选非晶和/或乱层多孔氮化硼材料，例如非晶多孔氮化硼材料)的方法，该方法包括：

提供包含第一含氮化合物(任选有机化合物)、第二含氮化合物(任选有机化合物)和含硼化合物的混合物；和

加热混合物引起混合物热降解并形成非晶多孔氮化硼材料。

根据本发明的第二方面，提供了一种可通过根据第一方面的方法获得的多孔氮化硼材料(任选为非晶和/或乱层多孔氮化硼材料，例如非晶多孔氮化硼材料)。

根据本发明的第三方面，提供了一种分离气体混合物的方法，该方法包括：

将包含第一气态组分和第二气态组分的混合物暴露于根据本发明第二方面的多孔氮化硼材料(任选为非晶和/或乱层多孔氮化硼材料，例如非晶多孔氮化硼材料)。

根据本发明的第四方面，提供了根据本发明第二方面的多孔氮化硼材料(任选为非晶和/或乱层多孔氮化硼材料，例如非晶多孔氮化硼材料)在分离包含第一气体组分和第二气体组分的混合物中的用途。

根据本发明的第五方面，提供了一种分离第一液体组分和第二液体组分的混合物的方法，该方法包括：

将包含第一液体组分和第二液体组分的混合物暴露于根据本发明第二方面的多孔氮化硼材料(任选为非晶和/或乱层多孔氮化硼材料，例如非晶多孔氮化硼材料)。