改性六方氮化硼納米材料在復(fù)合材料和催化中的應(yīng)用.pdf

1、六方氮化硼（h-BN）具有優(yōu)異的化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定性、低摩擦系數(shù)和膨脹系數(shù)、良好的導(dǎo)熱性能和較高的機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。因此，其在催化劑載體及復(fù)合材料等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但是，h-BN的的禁帶寬度為6.0eV，是電的絕緣體；而且h-BN在常見溶劑中的分散性能極差，難以對(duì)其進(jìn)行化學(xué)修飾，這些缺點(diǎn)使其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用中受到了限制。大量的理論計(jì)算和研究結(jié)果表明，在h-BN的表面引入一些有機(jī)官能團(tuán)可以改善其在溶劑中的分散性能，而在h-BN中摻雜雜

2、原子可以對(duì)其禁帶寬度進(jìn)行調(diào)控，從而達(dá)到相應(yīng)的應(yīng)用目的。因此，本論文制備了高水溶性的六方氮化硼納米片和碳原子摻雜的硼碳氮材料（BCN），研究了其在復(fù)合水凝膠，電化學(xué)催化反應(yīng)和光催化反應(yīng)中的應(yīng)用。
　　（1）用硫酸銨輔助球磨的方法制備了高溶劑分散性的氨基修飾的氮化硼納米片（BNNH2），其在水中的最大分散濃度達(dá)到了45mg mL-1。然后在BNNH2片層上負(fù)載了均勻的納米Ag粒子，并將Ag-BNNH2與 PVA混合制備了復(fù)合水凝膠，探

3、究了不同的Ag-BNNH2含量對(duì)復(fù)合水凝膠的機(jī)械性能和抗菌性能的影響。當(dāng)Ag-BNNH2含量為2.5％時(shí)，除在一定程度上能提高復(fù)合水凝膠的機(jī)械性能外，其對(duì)大腸桿菌的抗菌效果也是最好的。
　?。?）以高溫?zé)峤夥ㄖ苽淞薆CN納米管并用于電化學(xué)氧還原（ORR）催化反應(yīng)，研究了熱解溫度，反應(yīng)物中碳源的含量對(duì)BCN的形貌和催化活性的影響。研究結(jié)果表明，只有在合適的溫度（900℃）和合適的碳源含量下，才能制備出管狀均勻的BCN并用于高效催化O

4、RR反應(yīng)。在最佳條件下制備的BCN-5有著豐富的管狀結(jié)構(gòu)，相對(duì)較高的比表面積。用BCN-5修飾的電極對(duì)ORR的催化活性最高，平均電子轉(zhuǎn)移數(shù)達(dá)到了3.87。而且在同樣的條件下，表現(xiàn)出比商業(yè)20%Pt/C更高的穩(wěn)定性和甲醇耐受性。
　　（3）將第二部分制備的BCN用于光催化降解甲基橙的反應(yīng)中。以ZnO為主要光催化活性組分，通過改變摻雜Li的含量和在基底BCN上的負(fù)載量，確定了10%的Li摻雜量和40%的負(fù)載量為最佳比例，制備的ZnO/