[发明专利]一种六方氮化硼纳米片的制备方法

说明书

本发明提供了一种六方氮化硼纳米片的制备方法，属于六方氮化硼制备技术领域。本发明以有机溶剂作为剥离剂，采用高压剥离方法制备六方氮化硼纳米片，可以提供更大的外界剪切力，大大提高剥离效率；同时在高压下进行剥离，可以使得六方氮化硼暴露更多的原子位置接点，从而更有效地与有机溶剂分子结合，进而实现六方氮化硼纳米片的剥离；本发明制备的纳米氮化硼厚度为1～10nm，且所述制备方法简单可靠、成本低，适合规模化生产。

技术领域

本发明涉及六方氮化硼制备技术领域，尤其涉及一种六方氮化硼纳米片的制备方法。

背景技术

六方氮化硼是一种具有特殊层状结构的二维材料，与石墨烯结构相似，其剥离后的纳米片具有高绝缘性、高导热率、高电击穿性能、低介电耗损等独特性能。因此，大量、简易、连续性剥离制备程度高、稳定性好的氮化硼纳米片一直是二维材料领域的热点话题。

现有的六方氮化硼剥离方法包括：机械剥离法、液相剥离法和电化学法等。然而，这些方法制备的纳米片状氮化硼虽然具有优异的性能，但这些方法存在产量低、操作复杂以及成本高昂等问题，使其难以大规模广泛应用。

专利CN111320150A公布了一种利用碱金属盐的离子插入超声剥离制备六方氮化硼纳米片的方法，该方法通过超声处理对氮化硼进行分散，促进盐离子的层间穿插，降低氮化硼的层间作用力；然后将分散液进行高温水热反应，利用高温膨胀诱发氮化硼纳米片的剥离，但该方法操作复杂，后期需要对碱金属进行处理，另外该方法制备纳米片的厚度大于15nm。

发明内容

本发明的目的在于提供一种六方氮化硼纳米片的制备方法，所述制备方法简单可靠、成本低，适合规模化生产，所制备的纳米氮化硼厚度为1～10nm。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种六方氮化硼纳米片的制备方法，包括以下步骤：

将六方氮化硼粉和有机溶剂混合，进行分散，得到六方氮化硼分散液；

将所述六方氮化硼分散液进行高压剥离，得到六方氮化硼纳米片；

所述高压剥离的压力为100～300MPa。

优选的，所述六方氮化硼粉的粒度为2～7μm，石墨化指数为1.8～4.0。

优选的，所述有机溶剂包括N-钾基吡咯烷酮、邻二氯苯、N,N-二甲基酰胺、三乙醇胺、二甲亚砜和异丙醇中的一种或多种。

优选的，所述六方氮化硼粉与有机溶剂的质量比为(1～5):(2～5)。

优选的，所述分散在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为100～800rpm，所述搅拌的时间为1～12h。

优选的，所述高压剥离在高压对撞机中进行，所述高压剥离的时间为5～30min。

优选的，完成所述高压剥离后，还包括将所得剥离溶液依次进行洗涤、分离和干燥，得到六方氮化硼纳米片。

优选的，所述洗涤所用洗涤液为纯水，所述洗涤液与剥离溶液的质量比为(1～5)：(10～30)。

优选的，所述洗涤在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率为70～200rpm，所述洗涤的温度为70～95℃，所述洗涤的时间为20～60min。

优选的，所述六方氮化硼纳米片的厚度为1～10nm。