隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,各行各業(yè)所釋放的有毒有害氣體越來越多,使得空氣中的氣體種類和數(shù)量不斷增加,這些有毒有害氣體會給人體和環(huán)境帶來不可逆的嚴(yán)重傷害。而隨著科技的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,人們對于有毒有害分子的檢測和環(huán)境污染問題已經(jīng)上升到了一個新的認(rèn)知高度。近年來,以石墨烯為主的二維材料由于具有高比表面積和高表面活性而在氣敏傳感器領(lǐng)域備受關(guān)注,但由于靈敏度低,響應(yīng)恢復(fù)慢、無法應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境等缺點(diǎn),使得它們的實(shí)際應(yīng)用仍處于起步階段。素來有“白石墨烯”之稱的六方氮化硼納米片（BNNSs）作為最具代表性的二維納米材料之一,由于其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于催化劑載體、發(fā)光材料、電子封裝和潤滑劑等領(lǐng)域。另外,作為寬禁帶半導(dǎo)體材料,BNNSs還具備一些包括石墨烯在內(nèi)的其他二維材料所不具備的優(yōu)異性能,如更好的高溫穩(wěn)定性、更高的抗氧化性和更強(qiáng)的耐腐蝕性,這為BNNSs成為一種適用于惡劣環(huán)境的氣敏材料提供了可能。然而BNNSs的化學(xué)惰性導(dǎo)致其氣體吸附水平不佳,阻礙了其作為氣敏材料的應(yīng)用。近年來,為了更好的拓展BNNSs的應(yīng)用范圍,對于BNNSs的修飾、摻雜和復(fù)合也逐漸成為研究熱點(diǎn)。其中,功能化修飾（包... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

六方氮化硼的結(jié)構(gòu)及參數(shù)

第一章緒論3圖1.2石墨烯（左）與六方氮化硼納米片（右）的結(jié)構(gòu)相似性BNNSs優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)主要有：（1）高耐熱性，BNNSs在氮?dú)鈿夥罩�，只要溫度不超過3000℃都可以保持穩(wěn)定，即使將其置于熱壓惰性氣體的環(huán)境中，最高使用溫度也可達(dá)2800℃。（2）高導(dǎo)熱性，經(jīng)計(jì)算得到BNNS熱導(dǎo)率為300~2000Wm-1K-1，同時由于BNNSs具有優(yōu)異的絕緣性，較低的熱膨脹系數(shù)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，一方面能夠顯著提高聚合物基體的導(dǎo)熱性，還能夠維持復(fù)合材料的電絕緣性，所以是用于制備填充型高導(dǎo)熱材料以及絕緣復(fù)合材料的首眩（3）良好的高溫穩(wěn)定性，一般條件下抗氧化溫度為900℃左右，真空下可達(dá)2000℃。（4）極強(qiáng)的耐腐蝕性[5-9]，BNNSs與一般的金屬、熔鹽和無機(jī)酸堿都不反應(yīng)，并且與氧化試劑相接觸也不會發(fā)生反應(yīng)，在很多極其惡劣的環(huán)境中仍能保持化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定。（5）高機(jī)械強(qiáng)度，經(jīng)計(jì)算得到的單層BNNS的平面硬度為267Nm-1，僅次于石墨烯的硬度335Nm-1[10]，厚度大于100nm的BNNSs彈性模量約為18GPa，厚度為28nm的BNNSs楊氏模量則超過0.5TPa[11]。因此將BNNSs用作納米填料可以顯著的增強(qiáng)聚合物的機(jī)械性能。（6）獨(dú)特的電學(xué)性質(zhì)，雖然BNNSs與石墨烯結(jié)構(gòu)相似，但BNNSs的帶隙約為5.9eV，是一類寬帶隙絕緣體[12]，同時也是一類閘極介電層，介電常數(shù)在3~4范圍內(nèi)，在SiO2薄膜中的擊穿電壓Eb為0.8V/nm[13]，BNNSs的擊穿電壓隨著片層厚度的減少而提高，5層BNNSs的Eb為1.5V/nm[14]，可用于制作二維量子器

第一章緒論5驗(yàn)步驟繁瑣，不利于大規(guī)模應(yīng)用。球磨法因其簡單易操作，對環(huán)境要求低的特點(diǎn)成為目前運(yùn)用得較多且較成熟的機(jī)械剝離方法，主要是將h-BN放入密封的球磨罐中，并通入惰性保護(hù)氣體，制備的BNNSs層數(shù)可以通過調(diào)節(jié)球磨時間的長短來調(diào)控。1.2.3六方氮化硼納米片的功能化隨著納米復(fù)合材料的飛速發(fā)展，已經(jīng)有大量研究表明，對單一材料通過物理或者化學(xué)上的巧妙功能化，不僅可以改善其性能，甚至?xí)共牧铣霈F(xiàn)很多全新的性能和應(yīng)用。為了進(jìn)一步發(fā)掘BNNSs的應(yīng)用潛能，研究者們不斷嘗試通過路易斯酸-堿相互作用、π-π相互作用、自由基共價功能化、表面原子摻雜等共價鍵和非共價鍵的方法對BNNSs進(jìn)行改性。目前對于共價功能化方法研究的較多，這主要是由于BNNSs被廣泛用做聚合物填料，但其自身疏水疏油的特性使其很難均一地分散到聚合物基質(zhì)當(dāng)中，而共價功能化方法則可以在提升BNNSs性能的同時顯著地增強(qiáng)BNNSs與其他聚合物基質(zhì)之間的相容性，使其更具應(yīng)用價值。（1）路易斯酸堿相互作用2005年，Xie等人[17]通過利用氨基（-NH2）封端的聚乙二醇（PEG）中的-NH2與BNNTs表面的B原子間的路易斯酸堿相互作用，成功的制備了功能化BNNTs，并且功能化BNNTs能夠穩(wěn)定的分散在溶液中，其功能化的機(jī)理如圖1.3所示。圖1.3氮化硼納米管與低聚氨基封端的聚乙二烯相互作用的機(jī)理圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米氧化鋅的乳液合成、結(jié)構(gòu)表征與氣敏性能[J]. 徐甲強(qiáng),潘慶誼,孫雨安,李占才.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 1998(03)
[2]低功耗C2H5OH氣敏元件[J]. 陸凡,王小平,陳誦英,彭少逸.  傳感器技術(shù). 1997(04)



本文編號：3098421