复旦大学：《纳米线材料和功能器件》课外阅读内容_储氢材料、电池与电容器 1_Ajayan_PNAS07_Flexible energy storage devices based on nanocomposite paper

(一)实验目的 1.初步了解纳米材料及其制备方法。 2.了解超临界流体干燥的基本原理。 3.学习和实践超临界流体干燥的基本操作。 (二)实验原理 1.纳米粒子及其制备方法 纳米粒子一般是指尺度在1-100nm的粒子。由于这种粒子具有量子效应、小尺寸效 应和表面效应,以及与普通粒子迥然不同的电学、热学和催化特性,纳米材料已在微型生 物器件、电子功能材料、涂料和高效催化剂等许多领域得到推广和应用

一、纳米材料的概述:从分子识别、分子自组装、吸附分子与基底的相互关系、 分子操作与分子器件的构筑,并通过具体的例证加以阐述,包括在STM操作下单分子 反应;有机小分子在半导体表面的自指导生长;多肽半导体表面特异性选择结合;生 物分子/无机纳米组装体;光驱动多组分三维结构组装体;DNA分子机器

基于前驱体合成与氨气氮化两步法，通过对前驱体合成关键参数B源/N源比、分散剂种类、前驱体干燥方式进行调控，实现了大比表面积、少层氮化硼纳米片材料的制备。其优化条件为以硼酸为硼源，尿素为氮源，硼酸与尿素摩尔比为1∶30，甲醇和去离子水作为分散剂，利用真空冷冻干燥方式合成前驱体。将前驱体在氨气气氛下900 ℃保温3 h合成了氮化硼纳米片。利用X射线衍射测试、X射线光电子能谱测试、拉曼光谱测试、热重分析测试等对合成产物进行了物相和结构表征，利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜、氮气吸脱附曲线等对合成产物进行了形貌及比表面积表征。结果表明：合成的氮化硼为六方氮化硼纳米片（h-BNNSs），纯度高，形貌类石墨烯，层数为2～4层，厚度平均为1 nm，比表面积为871.8 m2·g?1，单次产物质量平均可达240 mg，合成产物平均产率可达96.7%。该方法简单易操作，实现了大比表面积少层氮化硼的制备，有助于氮化硼在各应用领域的研究，如氮化硼/石墨烯复合材料、纳米电子器件、污染物的吸附、储氢等