[发明专利]一种剥离法制备氮化硼纳米片的方法、氮化硼纳米片

说明书

本发明提出一种剥离法制备氮化硼纳米片的方法、氮化硼纳米片，使用CPs作为球磨剂，辅助六方氮化硼h‑BN剥离成氮化硼纳米片BNNS的方法。包括：(1)将h‑BN与CPs及玛瑙小球加入到球磨罐当中，以500rpm的速度球磨2‑24h。(2)将球磨后得到的混合物分散到异丙醇中超声1h。(3)通过离心去除未剥离的h‑BN和CPs，得到氮化硼纳米片。本发明利用在球磨作用下产生的剪切力和热使CPs发生相转变，使得CPs由晶态转变为熔融液体，形成类似离子液体，以离子碎片的形式插层到h‑BN间，辅助h‑BN剥离制备BNNS。本发明所用的CPs仅包含在球磨作用下能够发生固‑液转相的体系。该方法操作简单，成本低廉，不需要复杂昂贵的设备，有利于大规模生产制备BNNS。

技术领域

本发明属于二维材料剥离制备技术领域，具体涉及一种剥离法制备氮化硼纳米片的方法、氮化硼纳米片，具体是一种利用CPs作为球磨剂辅助h-BN剥离制备BNNS的方法。

背景技术

自从2004年利用机械剥离的方法从石墨剥离得到石墨烯以来，二维材料以其特殊的性质引起研究人员的广泛关注。六方氮化硼(h-BN)是一种具有类似石墨烯结构的二维材料，具有高导热性、低的密度、低热膨胀性、高化学稳定性和优异的电绝缘性。与石墨烯相比，石墨烯仅有C-C键相连的共价键，没有极性，而h-BN由于B和N原子的电负性不同，导致h-BN层内B-N键中存在部分离子键，有着一定的极性，使得h-BN层间存在比石墨更强的范德华力相互作用，因此比石墨更加难剥离。

制备超薄BNNS的方法主要有机械剥离法(Yang G，Zhang X，Shang Y，etal.Highly thermally conductive polyvinyl alcohol/boron nitride nanocompositeswith interconnection oriented boron nitride nanoplatelets[J].CompositesScience and Technology，2021，201：108521.)，液相剥离法(Deshmukh A R，Jeong J W，Lee S J，et al.Ultrasound-assisted facile green synthesis of hexagonal boronnitride nanosheets and their applications[J].ACS Sustainable ChemistryEngineering，2019，7(20)：17114-17125.)，化学气相沉积法(Geng D，Zhao X，Zhou K，eta1.From Self-Assembly Hierarchical h-BN Patterns to Centimeter Scale UniformMonolayer h-BN Film[J].Advanced Materials Interfaces，2019，6(1)：1801493.)。

然而，普通的机械剥离方法产率很低；液相剥离需要使用大量溶剂进行长时间的处理，常用的有机溶剂容易造成环境污染；化学气相沉积法，设备复杂，造价昂贵，难以实现大规模制备。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在大规模制备氮化硼纳米片的方法的不足，本发明提供一种剥离法制备氮化硼纳米片的方法、氮化硼纳米片，具体是利用高能球磨促使配位聚合物CPs发生固-液转相辅助h-BN剥离的方法，与传统的离子液体剥离相比，配位聚合物相转变生成的是尺寸大小不等的离子碎片，多级离子碎片插层、剥离效果更好。

技术方案：为实现上述目的，本发明的第一个目的是，利用易发生固-液转相的CPs辅助机械球磨法剥离h-BN，包括以下步骤：

(1)球磨剥离：将六方氮化硼h-BN、配位聚合物CPs与玛瑙小球进行球磨，所述CPs为在球磨作用下发生固-液转相的体系；

(2)超声：将球磨后得到的混合物分散在包括乙醇、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮其中任意一种的有机溶剂中，超声处理；