氮化硼納米管的制備與表面修飾研究.pdf

1、氮化硼納米管(BNNTs)在很多方面(例如:電學性質、力學性質、磁學性質)表現(xiàn)出了優(yōu)良的性能。由于BNNTs獨特的特性,其有著潛在的應用前景,近年來,學者們對BNNTs的研究也成為了一個熱點。本文先就BNNTs的結構、性質、制備方法(包括:機械球磨退火法、含硼前驅體CVD法、激光燒蝕法、電弧放電法和模板法)、表面修飾方法和應用等方面進行了文獻綜述。本文首先采用自蔓延法(SHS)合成大批量Fe顆粒充填BNNTs,再采用SHS退火法合成了大

2、批量的竹節(jié)狀BNNTs,最后初步探究了BNNTs表面修飾的方法,為BNNTs的進一步功能化提供理論和技術支持。主要結果如下:
　　1、以FeB1.3、NH4Cl、Mg和Fe2O3作為原料,引用了很簡便的球磨加自蔓延的方法制備了大批量的Fe顆粒充填BNNTs。測試結果表明:所得BNNTs在有外加磁場的條件下,表現(xiàn)出鐵磁性。產(chǎn)物的外徑大約在20～150nm之間,壁厚大約為20nm長度超過5μm。BNNTs產(chǎn)率高達133.94％,其中F

3、e的含量大約為38.4wt%。并提出了,Fe顆粒充填BNNTs可能的化學反應機制。
　　2、首先通過SHS法,在自蔓延反應爐內,以CaB6和Fe2O3為原料,氬氣作為保護氣體,生成多孔前驅體。在正常壓力和氨氣氣氛下,對前驅體進行退火,制備出了大量的竹節(jié)狀多壁氮化硼納米管(MW-BNNTs)。測試結果表明:所得BNNTs為竹節(jié)狀,結晶程度很高,平均長度大約為10μm,外徑大約為60nm,內徑大約為20nm,納米管的含量接近80wt%

4、?；趯嶒灲Y果,本論文提出了四種催化劑氣液固(VLS)生長機理,同時,也提出了化學反應機理和退火機理。
　　3、探索了一種化學法表面氨基官能團修飾BNNTs的新方法,使得BNNTs的表面產(chǎn)生可進一步修飾的官能團,為BNNTs的進一步功能化提供理論和技術支持。通過HF處理BNNTs,使得-NH/NH2和含F(xiàn)官能團被成功接枝在BNNTs表面上,BNNTs形貌沒有受到破壞。另外提出的酸刻蝕的反應機制能夠很好解釋BNNTs經(jīng)酸刻蝕表面接枝