[发明专利]一种六方氮化硼纳米片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种六方氮化硼纳米片及其制备方法。该制备方法包括：制浆步骤：将六方氮化硼片与含水的溶剂混合超声，得到浆料；冷冻步骤：将浆料置于容器中，冷冻为固态物；剥离步骤：将固态物超声解冻为悬浮液；离心步骤：将悬浮液进行离心，分离出含有六方氮化硼纳米片的悬浮液。根据本发明的制备方法，第一方面，得到了大量的10nm以下的六方氮化硼纳米片，尤其是可以得到大量的5nm以下的六方氮化硼纳米片；第二方面，通过循环冷冻、剥离和离心步骤，得到了目标厚度的六方氮化硼纳米片；第三方面，步骤简单可操作性强，实现了批量化生产；第四方面，得到了性能良好的六方氮化硼纳米片。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种六方氮化硼纳米片及其制备方法。

背景技术

六方氮化硼纳米片是一种典型的类石墨烯材料，素有“白石墨烯”之称，它是由B原子和N原子交替取代石墨烯中的碳原子所形成的六元环状的B、N单原子层结构。

六方氮化硼纳米片不仅具有极高的热导率(600-800W/(mK))，而且具有优异的绝缘性(禁带宽度6eV)，低的介电常数(3.9)，优异的耐蚀性，优良的高温稳定性及耐热震性和突出的润滑性能等。因此，六方氮化硼纳米片可以广泛应用于导热、电子器件、光学器件、润滑、防腐蚀、生物和机械部件等领域。

目前，六方氮化硼纳米片的制备方法主要包括化学气相沉积法、化学自组装法、机械剥离法，液相剥离法、电化学剥离法和插层剥离法。

然而，上述方法中存在以下技术问题：(1)难以批量剥离出5nm以下的六方氮化硼纳米片；(2)六方氮化硼纳米片的厚度不能调控定制；(3)难以实现六方氮化硼纳米片的批量化生产(公斤级)。

为了解决上述问题，急需提供一种可以大量剥离出5nm以下的六方氮化硼纳米片，六方氮化硼纳米片的厚度可以调控定制，能实现批量化生产的制备方法。

发明内容

本发明提供了一种六方氮化硼纳米片的制备方法，解决了现有技术存在的难以大量剥离出5nm以下的六方氮化硼纳米片，六方氮化硼纳米片的厚度不能调控定制，以及难以实现批量化生产的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种六方氮化硼纳米片的制备方法，包括:

制浆步骤：将六方氮化硼片与含水的溶剂混合超声，得到浆料；

冷冻步骤：将所述浆料置于容器中，冷冻为固态物；

剥离步骤：将所述固态物通过超声解冻为悬浮液；

离心步骤：将所述悬浮液进行离心，分离出含有六方氮化硼纳米片的悬浮液。

根据本发明的方法，在所述制浆步骤，所述含水的溶剂中，还包括碳原子数为1～5的醇；

优选地，所述醇为无水乙醇；

优选地，所述水与无水乙醇的体积比为99：1～50：50。

根据本发明的方法，在所述制浆步骤中，所述氮化硼微米片与溶剂的质量体积比为1g：10ml～1g：100ml。

根据本发明的方法，在所述制浆步骤中，所述六方氮化硼片的最长横向尺寸≤5um，厚度为20～1000nm；

优选地，所述六方氮化硼片的最长横向尺寸≤2um，厚度为20～100nm。

根据本发明的方法，在所述冷冻步骤中，采用液氮作为冷冻剂进行冷冻。

根据本发明的方法，在所述剥离步骤，所述超声频率为100～600w，超声时间为1～30min。

根据本发明的方法，在所述离心步骤中，离心速率为200rpm～2000rpm，离心时间为5～20min。

根据本发明的方法，还包括：