·1548 工程科学学报，第41卷，第12期 成的狭缝孔.巨大的比表面积和层状氮化硼的特 药物的释放和水的净化等领域具有很强的应用 殊性能使其在催化剂载体、污染物的吸附、储氢、 潜力 800 a 2.0 (b) 1.6 700 12 1.6 600 0.8 0.4 1.2 5 400 孔径/nm 300 200 0.4 100 0 0.2 0.40.60.8 1.0 15 3045607590 相对压力 孔径hm 图5h-BNNSs的N2吸附脱附等温线（插图为产物在石英舟中普通光学图）(a)和孔径分布图(b) Fig5 Nitrogen adsorption-desorption isotherm,inserted image showing ordinary optical image of the reaction product in a fused-silicon boat(a)and corresponding pore size distributions of h-BNNSs(b) 图5(a)中插图为反应结束后产物在石英舟中 and field emission of SiC nanowires.App/Phys Lett,2003,83(4): 的普通光学图.根据下式计算产率： 659 M(B) [2]Lorrette C,Weisbecker P,Jacques S,et al.Deposition and characterization of hex-BN coating on carbon fibres using tris = M(B MB)—×100%= (dimethylamino)borane precursor.JEur Ceram Soc,2007,27(7): m(H3BO3) (H3BO3) (1) 2737 mp·MHBO3) [3]Herandez E,Goze C,Bernier P,et al.Elastic properties of C and m(HsBO3)-M(BN100% B,C N.composite nanotubes.Phys Rev Lett,1998,80(20):4502 式中，”为氨化硼的产率；m,为产物的质量： [4]Che J W,Cagin T,Goddard III WA.Thermal conductivity of carbon nanotubes.Nanotechnology,2000,11(2):65 m(HBO3)为硼酸的质量；M(HBO3)为硼酸的摩 [5]Han T W,Luo Y,Wang C Y.Effects of temperature and strain rate 尔质量：M(BN)为氮化硼的摩尔质量，单次产物质 on the mechanical properties of hexagonal boron nitride 量达240mg,合成产物平均产率可达96.7% nanosheets.J Phrys D Appl Phys,2013,47(2):025303 3结论 [6]Yu Y L,Chen H,Liu Y,et al.Superhydrophobic and superoleophilic porous boron nitride nanosheet/polyvinylidene (1)通过对制备均匀可控的大比表面积、少层 fluoride composite material for oil-polluted water cleanup.Adv h-BNNSs的关键因素硼源与氮源摩尔比、分散剂 Mater Interfaces,2015,2(1):1400267 (溶剂)种类、前驱体制备干燥方法进行调控，得到 [7]Liu H,Jin P,Xue Y M,et al.Photochemical synthesis of ultrafine 优化制备条件：硼酸和尿素摩尔比为1：30，分散 cubic boron nitride nanoparticles under ambient conditions.Angew Chem Int Ed,2015,54(24):7051 介质为甲醇水溶液，前驱体再结晶方法采用冷冻 [8]Postole G,Caldararu M,Bonnetot B,et al.Influence of the support 干燥式蒸发结晶法 surface chemistry on the catalytic performances of PdO/BN (2)基于前驱体合成与氨气氮化两步法，采用 catalysts.J Phrys Chem C,2008,112(30):11385 冷冻干燥方式制备前驱体，以硼酸为硼源，尿素为 [9]Ma R Z,Bando Y,Zhu H W,et al.Hydrogen uptake in boron 氨源，甲醇和去离子水为分散剂，900℃下氨气氮 nitride nanotubes at room temperature.J Am Chem Soc,2002, 化3h合成了h-BNNSs.. 124(26):7672 (3)合成产物为纯h-BNNSs,比表面积达 [10]Lee K H,Shin H J,Lee J,et al.Large-scale synthesis of high- 871.8m2g,厚度平均为1nm,约为2~4个原子层 quality hexagonal boron nitride nanosheets for large-area graphene electronics.Nano Lett,2012,12(2):714 厚度；单次产物质量平均可达240mg,产率达96.7%， [11]Han W Q,Wu L J,Zhu Y M,et al.Structure of chemically derived 实现了大比表面积、少层六方氮化硼纳米片的制备 mono-and few-atomic-layer boron nitride sheets.Appl Plrys Lett, 2008,93(22):223103 参考文献 [12]Li H,Zhang Q,Yap CC R,et al.From bulk to monolayer MoS2: [1]Tang CC,Bando Y.Effect of BN coatings on oxidation resistance evolution of Raman scattering.Adv Funct Mater,2012,22(7):成的狭缝孔. 巨大的比表面积和层状氮化硼的特 殊性能使其在催化剂载体、污染物的吸附、储氢、 药物的释放和水的净化等领域具有很强的应用 潜力. 图 5（a）中插图为反应结束后产物在石英舟中 的普通光学图. 根据下式计算产率： η= mp· M(B) M(BN) m(H3BO3)· M(B) M(H3BO3) ×100% = mp · M(H3BO3) m(H3BO3)· M(BN) ×100% （1） 式 中 ， η 为 氮 化 硼 的 产 率 ； mp 为 产 物 的 质 量 ； m（H3BO3）为硼酸的质量；M（H3BO3）为硼酸的摩 尔质量；M（BN）为氮化硼的摩尔质量，单次产物质 量达 240 mg，合成产物平均产率可达 96.7%. 3    结论 （1）通过对制备均匀可控的大比表面积、少层 h-BNNSs 的关键因素硼源与氮源摩尔比、分散剂 （溶剂）种类、前驱体制备干燥方法进行调控，得到 优化制备条件：硼酸和尿素摩尔比为 1∶30，分散 介质为甲醇水溶液，前驱体再结晶方法采用冷冻 干燥式蒸发结晶法. （2）基于前驱体合成与氨气氮化两步法，采用 冷冻干燥方式制备前驱体，以硼酸为硼源，尿素为 氮源，甲醇和去离子水为分散剂，900 ℃ 下氨气氮 化 3 h 合成了 h-BNNSs. （ 3） 合 成 产 物 为 纯 h-BNNSs， 比 表 面 积 达 871.8 m2 ·g−1，厚度平均为 1 nm，约为 2～4 个原子层 厚度；单次产物质量平均可达 240 mg，产率达 96.7%， 实现了大比表面积、少层六方氮化硼纳米片的制备. 参    考    文    献 [1] Tang C C, Bando Y. Effect of BN coatings on oxidation resistance and field emission of SiC nanowires. Appl Phys Lett, 2003, 83（4）: 659 Lorrette  C,  Weisbecker  P,  Jacques  S,  et  al.  Deposition  and characterization  of  hex-BN  coating  on  carbon  fibres  using  tris (dimethylamino) borane precursor. J Eur Ceram Soc, 2007, 27（7）: 2737 [2] Hernandez E, Goze C, Bernier P, et al. Elastic properties of C and BxCyNz composite nanotubes. Phys Rev Lett, 1998, 80（20）: 4502 [3] Che  J  W,  Cagin  T,  Goddard  III  W  A.  Thermal  conductivity  of carbon nanotubes. Nanotechnology, 2000, 11（2）: 65 [4] Han T W, Luo Y, Wang C Y. Effects of temperature and strain rate on  the  mechanical  properties  of  hexagonal  boron  nitride nanosheets. J Phys D Appl Phys, 2013, 47（2）: 025303 [5] Yu  Y  L,  Chen  H,  Liu  Y,  et  al.  Superhydrophobic  and superoleophilic  porous  boron  nitride  nanosheet/polyvinylidene fluoride  composite  material  for  oil-polluted  water  cleanup. Adv Mater Interfaces, 2015, 2（1）: 1400267 [6] Liu H, Jin P, Xue Y M, et al. Photochemical synthesis of ultrafine cubic boron nitride nanoparticles under ambient conditions. Angew Chem Int Ed, 2015, 54（24）: 7051 [7] Postole G, Caldararu M, Bonnetot B, et al. Influence of the support surface  chemistry  on  the  catalytic  performances  of  PdO/BN catalysts. J Phys Chem C, 2008, 112（30）: 11385 [8] Ma  R  Z,  Bando  Y,  Zhu  H  W,  et  al.  Hydrogen  uptake  in  boron nitride  nanotubes  at  room  temperature. J Am Chem Soc,  2002, 124（26）: 7672 [9] Lee  K  H,  Shin  H  J,  Lee  J,  et  al.  Large-scale  synthesis  of  high￾quality hexagonal boron nitride nanosheets for large-area graphene electronics. Nano Lett, 2012, 12（2）: 714 [10] Han W Q, Wu L J, Zhu Y M, et al. Structure of chemically derived mono-and  few-atomic-layer  boron  nitride  sheets. Appl Phys Lett, 2008, 93（22）: 223103 [11] Li H, Zhang Q, Yap C C R, et al. From bulk to monolayer MoS2 : evolution  of  Raman  scattering. Adv Funct Mater,  2012,  22（7）: [12] 吸附量/(cm3·g−1 ) 孔体积/(cm3·g−1 ) 孔体积/(cm3·g−1 800 ) 700 600 500 400 300 200 100 2.0 1.6 1.2 0.8 0.4 0 1.6 1.2 0.8 0.4 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 (a) (b) 1.0 1 1 2 3 4 5 6 15 30 45 60 75 90 相对压力 孔径/nm 孔径/nm 图 5    h-BNNSs 的 N2 吸附脱附等温线 (插图为产物在石英舟中普通光学图)(a) 和孔径分布图 (b) Fig.5    Nitrogen adsorption–desorption isotherm, inserted image showing ordinary optical image of the reaction product in a fused-silicon boat (a) and corresponding pore size distributions of h-BNNSs (b) · 1548 · 工程科学学报，第 41 卷，第 12 期