專利名稱：一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，主要應(yīng)用于納米材料和陶瓷材料制備領(lǐng)域，對(duì)氮化硼及其復(fù)合材料的合成與應(yīng)用具有重要意義。
背景技術(shù)：
低維氮化硼微納材料主要包含零維的納米晶、一維的納米線、納米帶、纖維、晶須、二維的納米片等等，它們具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，在光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械、能源、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。其中，一維氮化硼微納材料的研究和應(yīng)用尤其引人注目。根據(jù)一維氮化硼納米材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分，主要包含兩種類型:1)中間具有空心結(jié)構(gòu)的氮化硼納米管；2)中間沒有空心結(jié)構(gòu)的實(shí)心氮化硼納米線、纖維、晶須和納米帶等。氮化硼納米管與納米碳管具有相似的結(jié)構(gòu)，但是由于氮化硼納米管中的B-N鍵具有部分離子鍵特性，導(dǎo)致了二者在性質(zhì)方面既具有相似的地方，也具有很多的不同之處。氮化硼納米管楊氏模量1.Γ1.3TPa，彈性模量0.5^0.6TPa，其剛?cè)岢潭扰c納米碳管相當(dāng)，可用于金屬、玻璃、陶瓷和高分子等類型材料的增強(qiáng)、增韌和改性。氮化硼納米管比碳納米管具有更加優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和生物相容性。研究表明其為寬能隙半導(dǎo)體(約為5.5eV)，且電學(xué)性能不受其直徑和手性的影響，是一種良好的絕緣體和寬帶隙半導(dǎo)體材料。這些獨(dú)特的性質(zhì)使得氮化硼納米管在高性能復(fù)合材料、儲(chǔ)氫材料、抗輻射和中子吸收材料、納米藥物載體，用于鹽水分離和淡化、半導(dǎo)體器件器件和納米傳感器等諸多領(lǐng)域中有重要的應(yīng)用前景。另外一類的非中空氮化硼納米一維材料，屬于很重要的非氧化物高溫增強(qiáng)增韌復(fù)合陶瓷材料，性能優(yōu)于碳纖維，主要表現(xiàn)在此類材料可以在電絕緣、透波、氧化和高溫條件下替代碳纖維使用。氮化硼一維微納材料在形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的變化多端，導(dǎo)致了不同的物理或化學(xué)性能，從而適用于各種技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，研究氮化硼一維材料的微觀結(jié)構(gòu)和形貌與其對(duì)應(yīng)的物理或化學(xué)基礎(chǔ)性能之間的關(guān)系具有重要的意義。近十年來(lái)，一維氮化硼微納材料的制備方法主要有電弧放電法、激光燒蝕法、機(jī)械球磨法、碳納米管置換法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、溶劑熱法等。其中有望大批量制備一維氮化硼材料的制備方法有機(jī)械球磨退火法、含B前驅(qū)體CVD法和激光燒蝕法。例如，激光燒蝕法就是用激光在高壓的氬氣或氮?dú)鈿夥罩修Z擊塊狀氮化硼、純硼或含硼化合物后得到氮化硼納米管。相對(duì)于其他方法合成的氮化硼納米管，激光燒蝕法所得到的產(chǎn)品層數(shù)較少，多為單壁管，由于反應(yīng)時(shí)間短，形成的產(chǎn)物管徑均一、結(jié)構(gòu)更加有序，缺點(diǎn)是能耗高，產(chǎn)量很低，不適合推廣和產(chǎn)業(yè)化。機(jī)械球磨退火法就是首先將含硼原料通過高能球磨100_150h，然后在高溫下(> IOOO0C )和氮?dú)鈿夥罩袑?duì)球磨產(chǎn)物進(jìn)行退火處理后得到氮化硼納米管。與電弧放電法、激光燒蝕法相比，機(jī)械球磨法不需要高端的設(shè)備，且具有明顯的低溫優(yōu)勢(shì)，但是該方法球磨過程所需時(shí)間太長(zhǎng)，耗時(shí)耗能?；瘜W(xué)氣相沉積法(CVD)基本原理就是在活性氣氛中利用氣體反應(yīng)物與固體反應(yīng)物相接觸后進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，最后得到穩(wěn)定的固態(tài)產(chǎn)物的過程。該種方法能夠大批 量合成一維氮化硼微納材料最有前景的方法之一，通過不同原料的選取和控制合適的制備工藝參數(shù)，既可以獲得氮化硼納米管也可以獲得其他的一維氮化硼材料。由于其不需要尖端的合成設(shè)備，具備大量制備一維氮化硼微納材料的前景，適合推廣及其產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，本發(fā)明制備前驅(qū)體的工藝簡(jiǎn)單易行，能耗低，前驅(qū)體為多孔狀，不需要經(jīng)過提純即可直接用于大批量制備蝌蚪狀氮化硼納米粉。本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為:
一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，它包括如下步驟:
(O按照S1:Mg:B摩爾比1:1: (1(Γ40)分別稱取硅酸鈉、硝酸鎂和硼粉原料；
(2)將硅酸鈉、硝酸鎂分別溶解在蒸餾水中，攪拌配置成硅酸鈉溶液和硝酸鎂溶液，然后將硼粉加入硅酸鈉溶液中，滴加乙醇(起分散作用，使硼粉均勻分散即可)，超聲并攪拌均勻，得到硅酸鈉-硼粉混合液；
(3)將硝酸鎂溶液緩慢滴入硅酸鈉-硼粉混合液，控制溶液PH為7.2-8.5，同時(shí)進(jìn)行超聲攪拌，灰白色膠體慢慢出現(xiàn)，滴加完成后將混合液靜置，抽濾，洗滌濾餅至中性；然后將濾餅直接放入馬弗爐中低溫退火后得到S1-Mg-O多孔固體材料；
(4)將S1-Mg-O多孔材料在110(Tl40(TC下與氨氣反應(yīng)6 12h，獲得粗產(chǎn)物；然后將粗產(chǎn)物提純和干燥，即可得到超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉。按上述方案，所述硼粉為非晶態(tài)納米級(jí)別，平均粒徑大小為50納米，純度大于95wt%0由于硅酸鎂一般在PH范圍為7.2-8.5內(nèi)可以形成沉淀，PH值過高可能形成氫氧化鎂沉淀，所以用于調(diào)節(jié)PH的試劑為堿性試劑。按上述方案，所述制備硅酸鈉-硼粉混合液時(shí)，超聲、攪拌時(shí)間為3(T60min。按上述方案，所述步驟(3)中滴加硝酸鎂溶液的速度為riOml/min，超聲攪拌時(shí)間為60-120min，靜置時(shí)間為60 180min。按上述方案，所述馬弗爐中低溫退火的溫度為50(T75(TC，保溫時(shí)間為60_120mino按上述方案，所述步驟(4)中氨氣流量為0.5 5L/min。按上述方案，所述步驟(4)中提純方法是先將粗產(chǎn)物分散在蒸餾水中，加入5mol/L鹽酸和lOmol/L氫氟酸，于60°C下加熱攪拌12 24h，然后抽濾、水洗和乙醇洗滌，再在80°C下真空干燥12 24h。按上述方案，本發(fā)明制備得到氮化硼納米粉為超厚壁蝌蚪狀結(jié)構(gòu)，蝌蚪頂端直徑為f2ym，尾端直徑小于50nm，長(zhǎng)度為1(Γ 5 μ m，直徑由蝌蚪頂端到尾端逐漸變小，變化均勻。本發(fā)明涉及到的超厚蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備過程中擬發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)過程:
Na2SiO3 + Mg (NO3) 2 + nB — MgSiO3OnB I + 2NaN03 (I)
MgSiO3OnB — MgO-S i02_nB(2)
NH3 — N* + 1.5Η2 (3)MgO-S i02-nB + N* — BN+ SiO2+ MgO(4)
本發(fā)明中，制備超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的可能反應(yīng)機(jī)理為:首先利用溶膠凝膠共沉淀的方法，均勻生成硅酸鎂沉淀的同時(shí)包覆納米非晶硼粉，在超聲和攪拌工藝的輔助下，使得納米非晶硼粉能夠均勻分布在硅酸鎂沉淀載體之上(如式I);將抽濾得到的MgSiO3OnB濾餅在50(T750°C馬弗爐中退火，則獲得多孔B-S1-Mg-O固體前驅(qū)體Mg0-Si02-nB (如式2);前驅(qū)體退火過程中，氨氣首先在540°C左右分解為活潑的氮原子淋和仏(如式3);根據(jù)VLS生長(zhǎng)機(jī)制，在高溫還原氣氛條件下，高活性的B*和N*原子在硼源催化劑SiO2OB表面形成BN晶核，隨著B*和N*的不斷供應(yīng)，BN納米蝌蚪以SiO2納米粒子為生長(zhǎng)基點(diǎn)緩慢生長(zhǎng)，該生長(zhǎng)過程不會(huì)停止，直到B*或N*原子消耗完。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
第一，本發(fā)明以簡(jiǎn)單易得的物質(zhì)為原料，首先通過溶膠凝膠共沉淀-低溫退火的方法獲得了均勻分布的B-S1-Mg-O固體多孔前驅(qū)體，然后將前驅(qū)體在高溫條件下退火獲得新穎的超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉體，蝌蚪頂端直徑為Γ2 μ m，尾端直徑小于50nm，長(zhǎng)度為1(Γ15 μ m，直徑由蝌蚪頂端到尾端逐漸變小，變化均勻。第二，本發(fā)明制·備前驅(qū)體的工藝簡(jiǎn)單易行，能耗低，前驅(qū)體不需要經(jīng)過提純即可直接用于制備蝌蚪狀氮化硼納米粉；制備得到的B-S1-Mg-O固體多孔前驅(qū)體化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在高溫下也具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，類比于其它粉末狀或塊狀原料，更利于氣固相反應(yīng)大批量制備超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉。第三，本發(fā)明制備得到的超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉，可用作潛在的新穎的光催化復(fù)合納米材料，此外，鑒于獲得產(chǎn)物為超厚壁空心氮化硼納米材料，既具有氮化硼納米纖維的強(qiáng)度，也具有薄壁氮化硼納米管的韌性，同時(shí)由于其楔形的蝌蚪狀形貌容易在復(fù)合材料中形成釘扎效應(yīng)，這些優(yōu)異的性質(zhì)使其在復(fù)合材料的增強(qiáng)增韌領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。


圖1為超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的X射線衍射(XRD)圖譜。圖2為超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的掃描電鏡(FSEM)照片。圖3為超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的X射線能譜(EDS)圖。圖4為超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的透射電鏡(TEM)照片.圖5為超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的高分別透射電鏡(HRTEM)照片。圖6為超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的選區(qū)電子衍射(SAED)圖像。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。下述實(shí)施例中所用的硅酸鈉(Na2SiO3.9H20)、硝酸鎂(Mg(NO3)2.6H20)都是分析純?cè)噭?。下述?shí)施例中所得產(chǎn)物的X-射線衍射分析(XRD)使用Rigaku D/MAX-LLIA型X射線粉末衍射儀(入=1.5406埃)，2 Θ為10-80度；用Hitachi S-4800型掃描電子顯微鏡(FSEM)觀察形貌；用JEM2100-F和JEM2010型透射電子顯微鏡(TEM)研究樣品內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物在無(wú)水乙醇中超聲分散，滴加到銅網(wǎng)上。元素成分分析使用JEM2100-F型自帶EDS。實(shí)施例1
一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，它包括以下幾個(gè)步驟:
(1)按照S1:Mg:B摩爾比1:1:10分別稱取硅酸鈉(Na2SiO3.9H20) 8.65 g、硝酸鎂(Mg(NO3)2.6H20) 7.75 g和納米非晶硼粉3.25 g作為原料備用；
(2)將硅酸鈉、硝酸鎂分別溶解在蒸餾水中，攪拌配置成硅酸鈉溶液和硝酸鎂溶液，然后將硼粉加入硅酸鈉溶液中，滴加15ml乙醇(乙醇起分散作用)，超聲并攪拌30min，得到硅酸鈉-硼粉混合液；
(3)將硝酸鎂溶液緩慢滴入硅酸鈉-硼粉混合液，滴加速度為5ml/min，同時(shí)進(jìn)行超聲攪拌，滴加飽和NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值7.8，灰白色膠體慢慢出現(xiàn)，超聲攪拌時(shí)間為90min，；滴加完成后將混合液靜置120min，抽濾，洗滌至中性；將濾餅直接放入馬弗爐600°C保溫90min，獲得S1-Mg-O多孔固體材料；
(4)將S1-Mg-O多孔材料在1250°C下與氨氣反應(yīng)10h，氨氣流量lL/min，獲得粗產(chǎn)物；將粗產(chǎn)物分散在蒸餾水中，加入5mol/L鹽酸和lOmol/L氫氟酸，于60°C下加熱攪拌12h，然后抽濾、水洗和乙醇洗滌，再在80°C下真空干燥24h，即可得到灰白色超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉6.7lg。圖1給出了制備得到的超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的X射線衍射(XRD)圖譜。由圖1可知，分析X RD結(jié)果可知，樣品XRD譜圖與JCPDF卡片#73-2095相符合；由譜圖中各晶面d值，計(jì)算出產(chǎn)物晶胞常數(shù)為a = 0.2500 nm, c = 0.6491 nm，與標(biāo)準(zhǔn)卡a = 0.2501 nm，c = 0.6600nm基本相符,表明產(chǎn)物為六方氮化硼結(jié)構(gòu)。圖2給出了制備得到的超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉FSEM照片(a為局部低倍圖，b局部高倍圖)。由照片可見，本發(fā)明制備得到的氮化硼納米粉為壁蝌蚪狀結(jié)構(gòu)，蝌蚪頂端直徑為約1.2 μ m，尾端直徑約40nm，長(zhǎng)度約為12 μ m,直徑由蝌蚪頂端到尾端逐漸變小，變化均勻；從FSEM照片判斷，蝌蚪狀一維結(jié)構(gòu)含量大于95%。圖3給出了制備得到的超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉典型的區(qū)域EDS譜圖。由圖3可知，硼和氮的原子摩爾比例為B:N=1:1.08 ;氧元素的存在可能是表面水解或者摻雜二氧化硅所致；鎂元素的存在可能是樣品中少量雜質(zhì)所致。圖4給出了制備得到的超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉典型的TEM照片(a為局部低倍圖，b為頂端高倍圖)。由圖4可知，氮化硼納米蝌蚪長(zhǎng)約11 μ m，直徑由蝌蚪頂端到尾端逐漸變小，變化均勻，且蝌蚪頂端內(nèi)部包覆有其它納米粒子。圖5給出了制備得到的超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉典型的HRTEM照片和頂端EDS譜圖(a為單管低倍圖，b為管壁高倍圖，c為頂端高倍圖，d為頂端EDS譜圖)。由圖5所知，氮化硼納米蝌蚪具有較好的結(jié)晶度和清晰的晶格條紋，晶面間距約為0.34nm，對(duì)應(yīng)于六方氮化硼的(002)晶面。由氮化硼蝌蚪頂端EDS譜圖分析可知，端部含有元素為B、N、O和Si。氮化硼蝌蚪頂端HRTEM照片顯示，頂端內(nèi)部納米顆粒表面包覆有f2nm厚度的結(jié)晶層，晶面間距約為0.34nm，對(duì)應(yīng)于六方氮化硼的(002)晶面，說(shuō)明此包覆層為氮化硼。顆粒內(nèi)部晶面間距測(cè)量約為0.62nm，對(duì)應(yīng)于PDF卡片JCPDF#51-1379 二氧化硅的(201)晶面，說(shuō)明內(nèi)部納米粒子為二氧化硅。
圖6給出了制備得到的超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉典型的SAED照片。通過計(jì)算表明五個(gè)衍射環(huán)d值0.3486,0.2103,0.1662,0.1256、和0.1184nm分別對(duì)應(yīng)于JCPDF#73-2095 中的(002)、(101)、(004)、(110)和(112)晶面。實(shí)施例2
一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，它包括以下幾個(gè)步驟:
(1)按照S1:Mg:B摩爾比1:1:20分別稱取硅酸鈉(Na2SiO3.9H20) 7.20 g、硝酸鎂(Mg(NO3)2.6H20) 6.55 g和納米非晶硼粉5.45 g作為原料備用；
(2)將硅酸鈉、硝酸鎂分別溶解在蒸餾水中，攪拌配置成硅酸鈉溶液和硝酸鎂溶液，然后將硼粉加入硅酸鈉溶液中，滴加IOml乙醇(乙醇起分散作用)，超聲并攪拌60min，得到硅酸鈉-硼粉混合液；
(3)將硝酸鎂溶液緩慢滴入硅酸鈉-硼粉混合液，滴加速度為10ml/min，同時(shí)進(jìn)行超聲攪拌，滴加飽和NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值8.5，灰白色膠體慢慢出現(xiàn)，超聲攪拌時(shí)間為120min ；滴加完成后將混合液靜置60min，抽濾，洗滌至中性；將濾餅直接放入馬弗爐500°C保溫120min，獲得S1-Mg-O多孔固體材料；
(4)將S1-Mg-O多孔材料在1400°C下與氨氣反應(yīng)6h，氨氣流量0.5L/min，獲得粗產(chǎn)物；將粗產(chǎn)物分散在蒸餾水中，加入5mol/L鹽酸和lOmol/L氫氟酸，于60°C下加熱攪拌24h，然后抽濾、水洗和乙醇洗滌，再在80°C下真空干燥12h，即可得到灰白色超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉10.45g。產(chǎn)物經(jīng)過XRD、FSEM、TEM/HRTEM分析可知，證明產(chǎn)物是超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉,蝌蚪頂端直徑為約1.5 μ m，尾端直徑約50nm，長(zhǎng)度約為15 μ m,直徑由蝌蚪頂端到尾端逐漸變小，變化均勻。從FSEM照片判斷，蝌蚪狀一維結(jié)構(gòu)含量大于90%。。實(shí)施例3
一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，它包括以下幾個(gè)步驟:
(1)按照S1:Mg:B摩爾比1:1:40分別稱取硅酸鈉(Na2SiO3.9H20) 7.25g、硝酸鎂(Mg(NO3)2.6H20) 6.50 g和納米非晶硼粉10.90 g作為原料備用；
(2)將硅酸鈉、硝酸鎂分別溶解在蒸餾水中，攪拌配置成硅酸鈉溶液和硝酸鎂溶液，然后將硼粉加入硅酸鈉溶液中，滴加20ml乙醇(乙醇起分散作用)，超聲并攪拌60min，得到硅酸鈉-硼粉混合液；
(3)將硝酸鎂溶液緩慢滴入硅酸鈉-硼粉混合液，滴加速度為4ml/min，同時(shí)進(jìn)行超聲攪拌，滴加飽和NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值7.2，灰白色膠體慢慢出現(xiàn)，超聲攪拌時(shí)間為60min ；滴加完成后將混合液靜置180min，抽濾，洗滌至中性；將濾餅直接放入馬弗爐750°C保溫60min，獲得S1-Mg-O多孔固體材料；
(4)將S1-Mg-O多孔材料在1100°C下與氨氣反應(yīng)12h，氨氣流量5L/min，獲得粗產(chǎn)物；將粗產(chǎn)物分散在蒸餾水中，加入5mol/L鹽酸和lOmol/L氫氟酸，于60°C下加熱攪拌24h，然后抽濾、水洗和乙醇洗滌，再在80°C下真空干燥24h，即可得到灰白色超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉19.25g。產(chǎn)物經(jīng)過 XRD、FSEM、TEM/HRTEM分析可知，證明產(chǎn)物是超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉,蝌蚪頂端直徑為約I μ m,尾端直徑約30nm，長(zhǎng)度約為10 μ m,直徑由蝌蚪頂端到尾端逐漸變小，變化均勻。從FSEM照片判斷，蝌蚪狀一維結(jié)構(gòu)含量大于90%。
實(shí)施例4
一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，它包括以下幾個(gè)步驟:
(1)按照S1:Mg:B摩爾比1:1:30分別稱取硅酸鈉(Na2SiO3.9H20) 5.85 g、硝酸鎂(Mg(NO3)2.6H20) 5.25 g和納米非晶硼粉6.55 g作為原料備用；
(2)將硅酸鈉、硝酸鎂分別溶解在蒸餾水中，攪拌配置成硅酸鈉溶液和硝酸鎂溶液，然后將硼粉加入硅酸鈉溶液中，滴加15ml乙醇(乙醇起分散作用)，超聲并攪拌120min，得到硅酸鈉-硼粉混合液；
(3)將硝酸鎂溶液緩慢滴入硅酸鈉-硼粉混合液，滴加速度為8ml/min，同時(shí)進(jìn)行超聲攪拌，滴加飽和NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值8.0，灰白色膠體慢慢出現(xiàn)，超聲攪拌時(shí)間為90min ；滴加完成后將混合液靜置150min，抽濾，洗滌至中性；將濾餅直接放入馬弗爐700°C保溫90min，獲得S1-Mg-O多孔固體材料；
(4)將S1-Mg-O多孔材料在1300°C下與氨氣反應(yīng)10h，氨氣流量3L/min，獲得粗產(chǎn)物；將粗產(chǎn)物分散在蒸餾水中，加入5mol/L鹽酸和lOmol/L氫氟酸，于60°C下加熱攪拌24h，然后抽濾、水洗和乙醇洗滌，再在80°C下真空干燥24h，即可得到灰白色超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉12.35g。產(chǎn)物經(jīng)過XRD、FSEM、TEM/HRTEM分析可知，證明產(chǎn)物是超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉,蝌蚪頂端直徑為約1.5 μ m，尾端直徑約40nm，長(zhǎng)度約為12 μ m,直徑由蝌蚪頂端到尾端逐漸變小，變化 均勻。從FSEM照片判斷，蝌蚪狀一維結(jié)構(gòu)含量大于95%。
權(quán)利要求
1.一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，其特征在于它包括如下步驟: (O按照S1:Mg:B摩爾比1:1: (1(Γ40)分別稱取硅酸鈉、硝酸鎂和硼粉原料； (2)將硅酸鈉、硝酸鎂分別溶解在蒸餾水中，配置成硅酸鈉溶液和硝酸鎂溶液，然后將硼粉加入硅酸鈉溶液中，滴加乙醇超聲分散并攪拌均勻，得到硅酸鈉-硼粉混合液； (3)將硝酸鎂溶液緩慢滴入硅酸鈉-硼粉混合液，調(diào)節(jié)溶液PH為7.2-8.5，同時(shí)進(jìn)行超聲攪拌，灰白色膠體慢慢出現(xiàn)，滴加完成后將混合液靜置，抽濾，洗滌濾餅至中性；然后將濾餅直接放入馬弗爐中低溫退火后得到S1-Mg-O多孔固體材料； (4)將S1-Mg-O多孔材料在110(Tl40(TC下與氨氣反應(yīng)6 12h，獲得粗產(chǎn)物；然后將粗產(chǎn)物提純和干燥，即可得到超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，其特征在于所述硼粉為非晶態(tài)納米級(jí)別，平均粒徑大小為50nm，純度大于95wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中超聲 、攪拌時(shí)間為3(T60min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中滴加硝酸鎂溶液的速度為riOml/min，超聲攪拌時(shí)間為60_120min，靜置時(shí)間為60 180min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，其特征在于所述馬弗爐中低溫退火的溫度為50(T750°C，保溫時(shí)間為60-120min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中氨氣流量為0.5 5L/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中提純方法是先將粗產(chǎn)物分散在蒸餾水中，加入5mol/L鹽酸和10mol/L氫氟酸，于60°C下加熱攪拌12 24h，然后抽濾、水洗和乙醇洗滌，再在80°C下真空干燥12 24h。
8.權(quán)利要求Γ7所述的制備方法得到超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉的制備方法，其步驟如下(1)稱取硅酸鈉、硝酸鎂和硼粉原料；(2)將硅酸鈉、硝酸鎂分別攪拌配置成一定濃度溶液；然后將硼粉加入硅酸鈉溶液中，滴加乙醇，超聲攪拌；(3)將硝酸鎂溶液緩慢滴入硅酸鈉-硼粉混合液，同時(shí)進(jìn)行超聲攪拌，灰白色膠體慢慢出現(xiàn)，滴加完成后將混合液靜置抽濾，洗滌至中性，將濾餅放入馬弗爐中低溫退火后得到Si-Mg-O多孔固體材料；(4)將Si-Mg-O多孔材料與氨氣反應(yīng)，經(jīng)過提純和干燥，即可得到超厚壁蝌蚪狀氮化硼納米粉。本發(fā)明制備前驅(qū)體的工藝簡(jiǎn)單易行，能耗低，前驅(qū)體為多孔狀，不需要經(jīng)過提純即可直接用于大批量制備蝌蚪狀氮化硼納米粉。
文檔編號(hào)C01B21/064GK103224224SQ201310122789
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者王為民, 王吉林, 李自力, 谷云樂, 張志曉, 杜賢武, 王皓, 王玉成, 傅正義 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)