中國(guó)粉體網(wǎng)訊  氮化硼納米片（boron nitride nanosheets，BNNSs）是由多個(gè)六元環(huán)的硼吖嗪（borazine）所構(gòu)成，與石墨烯互為等電子體。由于BNNSs的顏色為白色，所以也稱為“白石墨烯”或“硼墨烯”。

與石墨烯相比，BNNSs由于一些特殊的結(jié)構(gòu)特性而使其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。除了具有優(yōu)異的機(jī)械性能之外，BNNSs還具備耐高溫、寬帶隙、更好的導(dǎo)熱性、更強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異特性從而使其在某些方面比石墨烯更具發(fā)展前途。

1 氮化硼納米片的制備

1）機(jī)械剝離法

研究人員常用機(jī)械球磨法和透明膠帶法來制備氮化硼納米片。球磨法主要是利用一種物理作用（剪切力）將h-BN（六方氮化硼）進(jìn)行層層剝離與分散，與透明膠帶法相比，該法能得到更多數(shù)量的BNNSs。在材料的制備中，球和球研磨劑的選擇非常重要。在選球的過程中一般要采用大量的小球而少用大球，在挑選球磨劑時(shí)經(jīng)常選用具有高黏度、表面張力與h-BN近似的溶劑。透明膠帶法制備效率較低，不能大量制備BNNSs。

2）化學(xué)氣相沉積法

化學(xué)氣相沉積法（CVD）是一種在不同金屬基底片上直接生長(zhǎng)BNNSs的方法。目前，CVD法被認(rèn)為是一種有效制備大尺寸和具有可控原子厚度的BNNSs的方法。

3）液相插層剝離法

到目前為止，已經(jīng)有許多研究人員將塊體的h-BN粉末分散于不同種類的溶劑中，利用溶劑的插層作用成功獲得了BNNSs。適宜的溶劑通常具備以下2個(gè)條件：一定的極性和可分散性，這樣才可以使層狀材料的剝離能最小化。

上述的機(jī)械剝離法和液相剝離法，雖然方法簡(jiǎn)單，但是產(chǎn)率不高，而且所制備BNNSs的層數(shù)不易控制；CVD法雖然可以得到高質(zhì)量和大尺寸的單層BNNSs，但是設(shè)備昂貴，條件苛刻。

2 氮化硼納米片的應(yīng)用

1）催化劑載體

因?yàn)锽NNSs具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、熱穩(wěn)定性以及優(yōu)良的抗氧化性，所以它在高溫和氧化環(huán)境下都要比傳統(tǒng)的催化劑載體性能優(yōu)越。

2）儲(chǔ)氫

氫氣作為一種清潔的能源，發(fā)展前景良好。有研究者通過理論計(jì)算預(yù)測(cè)了BNNSs具有很好的儲(chǔ)氫能力，并指出通過摻雜、修飾表面或者制備多孔BNNSs都可以提高它的儲(chǔ)氫能力。

3）除污與凈化

研究人員在對(duì)BNNSs進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，BNNSs本身的吸附能力能夠高效率地去除水中的雜質(zhì)，包括有機(jī)污染物和重金屬離子等，并且可以重復(fù)利用。

4）聚合物復(fù)合材料

由于其自身的特點(diǎn)，氮化硼納米片和聚合物的復(fù)合材料有較好的熱穩(wěn)定性，較強(qiáng)的機(jī)械性、抗氧化性和抗腐蝕性等性能，而這些性能是純聚合物遠(yuǎn)不能及的。

5）電子器件襯底材料

近年來，氮化硼納米片用作石墨烯電子器件的襯底材料時(shí)，器件表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，這主要是由于超薄氮化硼納米片不僅表現(xiàn)出良好的絕緣性而且還擁有穩(wěn)定的化學(xué)惰性、強(qiáng)熱穩(wěn)定性以及達(dá)到原子級(jí)別的光滑表面等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)器件相比，以六方氮化硼材料為襯底時(shí)，器件會(huì)表現(xiàn)出更高的遷移率和更強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。

6）新能源材料

超薄氮化硼納米片可以應(yīng)用在鋰電池中，用于提升電極和隔膜的性能。有研究人員將超薄氮化硼納米片涂在商業(yè)PP隔膜上并用于鋰電池中，超薄氮化硼納米片超強(qiáng)機(jī)械性能可以有效抑制隔膜在電池充放電的刺破現(xiàn)象。��

7）探測(cè)器領(lǐng)域

與六方氮化硼相似，超薄氮化硼納米片在可見光域（390-700nm）內(nèi)不存在任何吸收。因此，超薄氮化硼納米片顯示出半透明的外觀特征，其聚集體則表現(xiàn)出白色外觀。然而，超薄氮化硼納米片在深紫外區(qū)有一個(gè)很強(qiáng)的吸收峰。這使得超薄氮化硼納米片在深紫外發(fā)光和探測(cè)器方面有很好的應(yīng)用前景。

8）其他

由于BNNSs還具有良好的生物相容性，因此它在生物和醫(yī)藥等領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用前景。

3 小結(jié)

隨著石墨烯等二維納米材料研究熱潮的興起，BNNSs也越來越受到國(guó)內(nèi)外研究人員的重視。但是，相比石墨烯等二維納米材料，BNNSs的研究進(jìn)展略顯緩慢。盡管目前人們已經(jīng)研究出許多BNNSs的制備方法，但是簡(jiǎn)單有效、高產(chǎn)率和高質(zhì)量的單層和少層BNNSs制備方法還有待開發(fā)。找到一種高效、高產(chǎn)率和高質(zhì)量的BNNSs制備技術(shù)，必將大大推動(dòng)BNNSs及其復(fù)合納米材料的應(yīng)用研究進(jìn)程。

參考資料：

杜淼等，氮化硼納米片的制備及其應(yīng)用研究進(jìn)展，無機(jī)鹽工業(yè)，2019

歐道輝，超薄氮化硼納米片的制備及其散熱應(yīng)用，廈門大學(xué)，2018��

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