中國粉體網(wǎng)訊  氮化硼納米片（boron nitride nanosheets，BNNSs）是由多個六元環(huán)的硼吖嗪（borazine）所構成，與石墨烯互為等電子體。由于BNNSs的顏色為白色，所以也稱為“白石墨烯”或“硼墨烯”。

與石墨烯相比，BNNSs由于一些特殊的結構特性而使其結構更加穩(wěn)定。除了具有優(yōu)異的機械性能之外，BNNSs還具備耐高溫、寬帶隙、更好的導熱性、更強的耐化學腐蝕等優(yōu)異特性從而使其在某些方面比石墨烯更具發(fā)展前途。

1 氮化硼納米片的制備

1）機械剝離法

研究人員常用機械球磨法和透明膠帶法來制備氮化硼納米片。球磨法主要是利用一種物理作用（剪切力）將h-BN（六方氮化硼）進行層層剝離與分散，與透明膠帶法相比，該法能得到更多數(shù)量的BNNSs。在材料的制備中，球和球研磨劑的選擇非常重要。在選球的過程中一般要采用大量的小球而少用大球，在挑選球磨劑時經(jīng)常選用具有高黏度、表面張力與h-BN近似的溶劑。透明膠帶法制備效率較低，不能大量制備BNNSs。

2）化學氣相沉積法

化學氣相沉積法（CVD）是一種在不同金屬基底片上直接生長BNNSs的方法。目前，CVD法被認為是一種有效制備大尺寸和具有可控原子厚度的BNNSs的方法。

3）液相插層剝離法

到目前為止，已經(jīng)有許多研究人員將塊體的h-BN粉末分散于不同種類的溶劑中，利用溶劑的插層作用成功獲得了BNNSs。適宜的溶劑通常具備以下2個條件：一定的極性和可分散性，這樣才可以使層狀材料的剝離能最小化。

上述的機械剝離法和液相剝離法，雖然方法簡單，但是產(chǎn)率不高，而且所制備BNNSs的層數(shù)不易控制；CVD法雖然可以得到高質量和大尺寸的單層BNNSs，但是設備昂貴，條件苛刻。

2 氮化硼納米片的應用

1）催化劑載體

因為BNNSs具有穩(wěn)定的化學性質、熱穩(wěn)定性以及優(yōu)良的抗氧化性，所以它在高溫和氧化環(huán)境下都要比傳統(tǒng)的催化劑載體性能優(yōu)越。

2）儲氫

氫氣作為一種清潔的能源，發(fā)展前景良好。有研究者通過理論計算預測了BNNSs具有很好的儲氫能力，并指出通過摻雜、修飾表面或者制備多孔BNNSs都可以提高它的儲氫能力。

3）除污與凈化

研究人員在對BNNSs進行研究后發(fā)現(xiàn)，BNNSs本身的吸附能力能夠高效率地去除水中的雜質，包括有機污染物和重金屬離子等，并且可以重復利用。

4）聚合物復合材料

由于其自身的特點，氮化硼納米片和聚合物的復合材料有較好的熱穩(wěn)定性，較強的機械性、抗氧化性和抗腐蝕性等性能，而這些性能是純聚合物遠不能及的。

5）電子器件襯底材料

近年來，氮化硼納米片用作石墨烯電子器件的襯底材料時，器件表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，這主要是由于超薄氮化硼納米片不僅表現(xiàn)出良好的絕緣性而且還擁有穩(wěn)定的化學惰性、強熱穩(wěn)定性以及達到原子級別的光滑表面等特點。與傳統(tǒng)器件相比，以六方氮化硼材料為襯底時，器件會表現(xiàn)出更高的遷移率和更強的化學穩(wěn)定性。

6）新能源材料

超薄氮化硼納米片可以應用在鋰電池中，用于提升電極和隔膜的性能。有研究人員將超薄氮化硼納米片涂在商業(yè)PP隔膜上并用于鋰電池中，超薄氮化硼納米片超強機械性能可以有效抑制隔膜在電池充放電的刺破現(xiàn)象。��

7）探測器領域

與六方氮化硼相似，超薄氮化硼納米片在可見光域（390-700nm）內不存在任何吸收。因此，超薄氮化硼納米片顯示出半透明的外觀特征，其聚集體則表現(xiàn)出白色外觀。然而，超薄氮化硼納米片在深紫外區(qū)有一個很強的吸收峰。這使得超薄氮化硼納米片在深紫外發(fā)光和探測器方面有很好的應用前景。

8）其他

由于BNNSs還具有良好的生物相容性，因此它在生物和醫(yī)藥等領域有著較好的應用前景。

3 小結

隨著石墨烯等二維納米材料研究熱潮的興起，BNNSs也越來越受到國內外研究人員的重視。但是，相比石墨烯等二維納米材料，BNNSs的研究進展略顯緩慢。盡管目前人們已經(jīng)研究出許多BNNSs的制備方法，但是簡單有效、高產(chǎn)率和高質量的單層和少層BNNSs制備方法還有待開發(fā)。找到一種高效、高產(chǎn)率和高質量的BNNSs制備技術，必將大大推動BNNSs及其復合納米材料的應用研究進程。

參考資料：

杜淼等，氮化硼納米片的制備及其應用研究進展，無機鹽工業(yè)，2019

歐道輝，超薄氮化硼納米片的制備及其散熱應用，廈門大學，2018��

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