一种六方氮化硼纳米片的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种六方氮化硼纳米片的制备方法，属于六方氮化硼制备技术领域。本发明专利技术以有机溶剂作为剥离剂，采用高压剥离方法制备六方氮化硼纳米片，可以提供更大的外界剪切力，大大提高剥离效率；同时在高压下进行剥离，可以使得六方氮化硼暴露更多的原子位置接点，从而更有效地与有机溶剂分子结合，进而实现六方氮化硼纳米片的剥离；本发明专利技术制备的纳米氮化硼厚度为1～10nm，且所述制备方法简单可靠、成本低，适合规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种六方氮化硼纳米片的制备方法
本专利技术涉及六方氮化硼制备
，尤其涉及一种六方氮化硼纳米片的制备方法。
技术介绍
六方氮化硼是一种具有特殊层状结构的二维材料，与石墨烯结构相似，其剥离后的纳米片具有高绝缘性、高导热率、高电击穿性能、低介电耗损等独特性能。因此，大量、简易、连续性剥离制备程度高、稳定性好的氮化硼纳米片一直是二维材料领域的热点话题。现有的六方氮化硼剥离方法包括：机械剥离法、液相剥离法和电化学法等。然而，这些方法制备的纳米片状氮化硼虽然具有优异的性能，但这些方法存在产量低、操作复杂以及成本高昂等问题，使其难以大规模广泛应用。专利CN111320150A公布了一种利用碱金属盐的离子插入超声剥离制备六方氮化硼纳米片的方法，该方法通过超声处理对氮化硼进行分散，促进盐离子的层间穿插，降低氮化硼的层间作用力；然后将分散液进行高温水热反应，利用高温膨胀诱发氮化硼纳米片的剥离，但该方法操作复杂，后期需要对碱金属进行处理，另外该方法制备纳米片的厚度大于15nm。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种六方氮化硼纳米片的制备方法，所述制备方法简单可靠、成本低，适合规模化生产，所制备的纳米氮化硼厚度为1～10nm。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种六方氮化硼纳米片的制备方法，包括以下步骤：将六方氮化硼粉和有机溶剂混合，进行分散，得到六方氮化硼分散液；将所述六方氮化硼分散液进行高压剥离，得到六方氮化硼纳米片；所述高压剥离的压力为100～300MPa。优选的，所述六方氮化硼粉的粒度为2～7μm，石墨化指数为1.8～4.0。优选的，所述有机溶剂包括N-钾基吡咯烷酮、邻二氯苯、N,N-二甲基酰胺、三乙醇胺、二甲亚砜和异丙醇中的一种或多种。优选的，所述六方氮化硼粉与有机溶剂的质量比为(1～5):(2～5)。优选的，所述分散在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为100～800rpm，所述搅拌的时间为1～12h。优选的，所述高压剥离在高压对撞机中进行，所述高压剥离的时间为5～30min。优选的，完成所述高压剥离后，还包括将所得剥离溶液依次进行洗涤、分离和干燥，得到六方氮化硼纳米片。优选的，所述洗涤所用洗涤液为纯水，所述洗涤液与剥离溶液的质量比为(1～5)：(10～30)。优选的，所述洗涤在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率为70～200rpm，所述洗涤的温度为70～95℃，所述洗涤的时间为20～60min。优选的，所述六方氮化硼纳米片的厚度为1～10nm。本专利技术提供了一种六方氮化硼纳米片的制备方法，包括以下步骤：将六方氮化硼粉和有机溶剂混合，进行分散，得到六方氮化硼分散液；将所述六方氮化硼分散液进行高压剥离，得到六方氮化硼纳米片；所述高压剥离的压力为100～300MPa。本专利技术以有机溶剂作为剥离剂，采用高压剥离方法制备六方氮化硼纳米片，可以提供更大的外界剪切力，大大提高剥离效率；同时在高压下进行剥离，可以使得六方氮化硼暴露更多的原子位置接点，从而更有效地与有机溶剂分子结合，进而实现六方氮化硼纳米片的剥离；本专利技术制备的纳米氮化硼厚度仅为1～10nm，且所述制备方法简单可靠、成本低，适合规模化生产。附图说明图1为本专利技术所用原料六方氮化硼粉的SEM图；图2为实施例1制备的六方氮化硼纳米片的SEM图。具体实施方式本专利技术提供了一种六方氮化硼纳米片的制备方法，包括以下步骤：将六方氮化硼粉和有机溶剂混合，进行分散，得到六方氮化硼分散液；将所述六方氮化硼分散液进行高压剥离，得到六方氮化硼纳米片；所述高压剥离的压力为100～300MPa。在本专利技术中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。本专利技术将六方氮化硼粉和有机溶剂混合，进行分散，得到六方氮化硼分散液。在本专利技术中，所述六方氮化硼粉的粒度优选为2～7μm，更优选为4～6μm，石墨化指数优选为1.8～4.0，更优选为2.4～3.5。在本专利技术中，所述有机溶剂优选包括N-钾基吡咯烷酮、邻二氯苯、N,N-二甲基酰胺、三乙醇胺、二甲亚砜和异丙醇中的一种或多种；当所述有机溶剂为上述中的一种或几种时，本专利技术对不同种类有机溶剂的配比没有特殊的限定，任意配比均可。本专利技术利用有机溶剂作为六方氮化硼的剥离剂和稳定剂。在本专利技术中，所述六方氮化硼粉与有机溶剂的质量比优选为(1～5):(2～5)，更优选为(1～4):(2～4)，最优选为1:3。在本专利技术中，所述分散优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为100～800rpm，更优选为200～500rpm，所述搅拌的时间优选为1～12h，更优选为4～8h。本专利技术优选在空气环境下进行所述分散。本专利技术对所述六方氮化硼粉与有机溶剂混合的顺序没有特殊的限定，采用任意顺序混合均可。本专利技术对所述混合的设备没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的能够实现混合的设备即可。在本专利技术的具体实施例中，所述混合优选在Henschel混合机或超级混合机中进行。得到六方氮化硼分散液后，本专利技术将所述六方氮化硼分散液进行高压剥离，得到六方氮化硼纳米片。本专利技术优选在空气环境下进行所述高压剥离；所述高压剥离的压力为100～300MPa，更优选为150～200MPa。在本专利技术中，所述高压剥离的时间优选为5～30min，更优选为10～20min。在本专利技术中，所述高压剥离优选在高压对撞机中进行，本专利技术对所述高压对撞机的型号没有特殊的限定，能够实现上述剥离压力即可。在本专利技术中，六方氮化硼表面的硼原子处于缺电子状态，可以与有机溶剂中的原子相结合(作为原子供体)，使得有机溶剂可以有效吸附在六方氮化硼表面，由于这种吸附作用的存在，在外界剪切力的作用下，剪切力带动有机分子移动，而有机分子又吸附于六方氮化硼表面，从而带动六方氮化硼表面的片层移动，从而导致六方氮化硼纳米片层之间发生滑移而使片层脱落；滑移过程中产生新的六方氮化硼表面，这时，体系中游离的有机分子会吸附在新产生的表面上；如此循环往复，六方氮化硼粉末被层层剥离，最终形成六方氮化硼纳米片。完成所述高压剥离后，本专利技术优选还包括将所得剥离溶液依次进行洗涤、分离和干燥，得到六方氮化硼纳米片。在本专利技术中，所述洗涤所用洗涤液优选为纯水，所述洗涤液与剥离溶液的质量比优选为(1～5)：(10～30)，更优选为(2～3)：(15～20)。在本专利技术中，所述洗涤优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率优选为70～200rpm，更优选为100～150rpm，所述洗涤的温度优选为70～95℃，更优选为75～85℃；所述洗涤的时间优选为20～60min，更优选为30～50min。本专利技术通过洗涤去除多余的有机溶剂。完成所述洗涤后，本专利技术优选将所得浆料进行分离。在本专利技术中，所述分离的方式优选为离心分离，所述离心分离的转速优选为500～1000rpm，更优选为600～800rpm。完成所述分离后，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六方氮化硼纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将六方氮化硼粉和有机溶剂混合，进行分散，得到六方氮化硼分散液；/n将所述六方氮化硼分散液进行高压剥离，得到六方氮化硼纳米片；/n所述高压剥离的压力为100～300MPa。/n

【技术特征摘要】
1.一种六方氮化硼纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将六方氮化硼粉和有机溶剂混合，进行分散，得到六方氮化硼分散液；
将所述六方氮化硼分散液进行高压剥离，得到六方氮化硼纳米片；
所述高压剥离的压力为100～300MPa。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述六方氮化硼粉的粒度为2～7μm，石墨化指数为1.8～4.0。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括N-钾基吡咯烷酮、邻二氯苯、N,N-二甲基酰胺、三乙醇胺、二甲亚砜和异丙醇中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述六方氮化硼粉与有机溶剂的质量比为(1～5):(2～5)。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为100～...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯广生，褚宗富，
申请(专利权)人：山东晶亿新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37