本文關(guān)鍵詞：微納結(jié)構(gòu)氮化硼的合成及其性質(zhì)研究

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【摘要】：近年來,六方氮化硼(h-BN)因其優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)吸引了眾多科研工作者的興趣。氮化硼微納米材料已經(jīng)通過不同的合成方法被合成,但是原料的價格、合成的條件、產(chǎn)物的產(chǎn)量、產(chǎn)物的純度、形貌的控制一直制約著氮化硼的研究和工業(yè)化生產(chǎn)。對于上述問題的研究不僅可以有助于了解氮化硼微納米材料的形成機理,而且可以擴大其應(yīng)用范圍。因此,對微納米氮化硼的研究可以滿足人們對化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定性、高機械強度、高熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率材料的需求。本文通過模板法成功的合成不同形貌和尺寸的氮化硼微納米材料,并對其對光學(xué)性能展開研究。以碳為模板,硼酸為硼源,三聚氰胺為氮源,在氮氣氣氛下500℃恒溫1h除去碳模板,1100℃反應(yīng)2h合成氮化硼。通過改變碳模板的用量合成了不同形貌和尺寸的氮化硼微納米材料(微米米棒、納米球、納米片組裝的微米棒)。通過分析,提出了不同形貌和尺寸的氮化硼微納米結(jié)構(gòu)形成機制。固定碳的加入量為20wt%,其它條件不變,在氮氣流速為0.1L/min時,制備出了小片狀氮化硼；在氮氣流速為0.2L/min時,小片狀氮化硼發(fā)生了堆積現(xiàn)象并有成棒的趨勢；繼續(xù)增加氮氣流速為0.3L/min時,小片狀氮化硼發(fā)生了二次組裝,形成了棒狀結(jié)構(gòu)的氮化硼。固定介孔硅的加入量為45wt%,其它條件不變,通過改變氮氣流速觀察其對氮化硼的影響。在氮氣流速為0.1L/min時,形成了納米片組裝的球狀氮化硼；在氮氣流速為0.2L/min和0.3L/min時,合成了納米片組裝的塊狀微納米氮化硼,簡單的描述了以介孔硅和碳為模板合成微納米結(jié)構(gòu)氮化硼不同之處和可能的機理。所合成的氮化硼納米片具有118.8 m2g-1的比表面積,5.1nm的平均孔徑和0.4cm3g-1的總孔容。通過對5wt%氮化硼納米片水溶液的紫外光譜分析,其在210nm處有明顯的吸收峰,且發(fā)現(xiàn)氮化硼納米片的吸光度在5h內(nèi)基本上沒有變化；對氮化硼納米片水溶液的粒度研究分析,發(fā)現(xiàn)在24h內(nèi)粒徑分布變化很小,說明氮化硼納米片能夠穩(wěn)定的分散在水溶液中。對氮化硼熒光光譜分析,在312nm的激發(fā)波長下,四個主要的發(fā)射峰分別在436.5nm、454.4nm、486.7nm和616.5nm處,最強的發(fā)射峰位于400nm-500nm范圍的可見光區(qū),說明氮化硼納米片可以作為發(fā)光器的候選材料。通過研究氮化硼納米片對有機染料熒光的影響,發(fā)現(xiàn)氮化硼納米片能夠使羅丹明B的熒光發(fā)生猝滅,能夠增強茜素紅的熒光,這就使得氮化硼納米片在敏感的光學(xué)元件、生物傳感器以及光催化反應(yīng)領(lǐng)域存在潛在應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：氮化硼 合成 形成機制 分散性 有機染料 熒光
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ128;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 引言12-22
• 0.1 概述12-13
• 0.2 氮化硼的制備方法13-15
• 0.2.1 水(溶劑)熱法13-14
• 0.2.2 化學(xué)氣相沉積法14
• 0.2.3 模板法14-15
• 0.2.4 其它方法15
• 0.3 氮化硼的不同形貌15-19
• 0.3.1 一維氮化硼材料15-16
• 0.3.2 二維氮化硼材料16-18
• 0.3.3 三維氮化硼材料18-19
• 0.4 氮化硼納米材料的性能19-21
• 0.4.1 光電性能19
• 0.4.2 力學(xué)性能19-20
• 0.4.3 熱學(xué)性能20
• 0.4.4 其它性能20-21
• 0.5 本文選題意義和研究內(nèi)容21-22
• 第1章 微納結(jié)構(gòu)氮化硼的合成22-32
• 1.1 試劑及儀器22-23
• 1.1.1 試劑22
• 1.1.2 儀器與設(shè)備22-23
• 1.2 分析表征方法23-24
• 1.2.1 紅外光譜23
• 1.2.2 X-射線粉末衍射23
• 1.2.3 掃描電子顯微鏡23
• 1.2.4 X-射線光電子能譜分析23-24
• 1.3 制備方法24-25
• 1.3.1 碳的合成24
• 1.3.2 氮化硼的合成24-25
• 1.4 結(jié)果和討論25-30
• 1.4.1 紅外光譜25
• 1.4.2 X-射線粉末衍射25-26
• 1.4.3 掃描電鏡26-28
• 1.4.4 X-射線光電子能譜28-29
• 1.4.5 氮化硼的形成機制29-30
• 1.5 本章結(jié)論30-32
• 第2章 納米片組裝的微納結(jié)構(gòu)氮化硼合成32-42
• 2.1 試劑及儀器32-33
• 2.1.1 試劑32
• 2.1.2 儀器與設(shè)備32-33
• 2.2 分析表征方法33
• 2.2.1 紅外光譜33
• 2.2.2 X-射線粉末衍射33
• 2.2.3 掃描電子顯微鏡33
• 2.3 制備方法33-34
• 2.3.1 碳的合成33
• 2.3.2 介孔硅的合成33
• 2.3.3 氮化硼的合成33-34
• 2.4 結(jié)果和討論34-40
• 2.4.1 紅外光譜34-35
• 2.4.2 X-射線衍射35-36
• 2.4.3 掃描電子顯微鏡36-38
• 2.4.4 氮化硼的形成機制38-40
• 2.5 本章結(jié)論40-42
• 第3章 納米片狀氮化硼的性質(zhì)42-52
• 3.1 試劑及儀器42-43
• 3.1.1 試劑42
• 3.1.2 儀器與設(shè)備42-43
• 3.2 分析表征方法43-44
• 3.2.1 氮氣吸附脫附43
• 3.2.2 紫外光譜43
• 3.2.3 粒度分析43
• 3.2.4 熒光光譜43-44
• 3.3 制備方法44
• 3.3.1 氮化硼納米片的合成44
• 3.3.2 有機染料溶液的配制44
• 3.4 結(jié)果與討論44-50
• 3.4.1 氮氣吸附44-45
• 3.4.2 紫外光譜45-46
• 3.4.3 粒度分析46-47
• 3.4.4 氮化硼納米片的熒光光譜47-48
• 3.4.5 氮化硼納米片對羅丹明B的熒光猝滅48-49
• 3.4.6 氮化硼納米片對茜素紅的熒光增強49-50
• 3.5 本章結(jié)論50-52
• 第4章 結(jié)論52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 余林海;莫志宏;萬巧玲;錢俊臻;;納米金對熒光素的熒光增效作用[J];分析化學(xué);2006年09期

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本文編號：576931