二维六角氮化硼纳米片的制备及其表面改性

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六角氮化硼纳米片材料是一种新型的二维纳米材料,因其具有优异的物理和化学特性,广泛应用于各研究领域中,迅速成为当今世界的研究焦点。与石墨烯类似,氮化硼纳米片具有耐高温、抗腐蚀、抗氧化、宽禁带等优异性质,使其在高温半导体材料、光电材料、陶瓷材料以及复合材料等方面均有非常广泛的应用。目前关于石墨烯的制备技术已非常成熟且方法较多。相较于石墨烯,氮化硼纳米片的制备途径则相当有限。这是因为氮化硼片层内以离子键结合,使层间的力比石墨层之间的范德华力要强,导致制备石墨烯的方法并不能完全适用氮化硼纳米片的制备。因此,如何制备出高质量的二维氮化硼纳米片成为人们的共同目标。本论文主要围绕氮化硼纳米片及其氮化硼纳米片/金纳米颗粒复合纳米材料的制备和性能展开研究。首先,本论文采用无机化学剥离的方法,利用浓硫酸和磷酸的混合溶液作为反应溶剂,通过对块体的六角氮化硼粉末的直接剥离,制备出二维氮化硼纳米片。所制得的氮化硼纳米片晶体结构没有受到破坏,也没有引入任何杂质,并且结晶度较好。其次,采用不同离心速率对化学剥离所得氮化硼纳米片进行分选,可以分选出不同原子层厚度和横向尺寸的氮化硼纳米片,原子层厚度基本上在4-10层,横向尺寸从200纳米到6微米。所得的氮化硼纳米片具有良好的紫外可见吸收特性。最后,利用嵌段共聚物自组装手段合成颗粒大小、间距可调的金纳米颗粒,并将其利用化学键修饰到氮化硼纳米片表面,制备出氮化硼纳米片/金纳米颗粒复合纳米材料,并且研究了不同粒径的金纳米颗粒和不同的制备方法对表面拉曼(Raman)增强效应的影响。
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