一种石墨烯-氮化硼纳米片复合结构及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110451498A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910861267.2(22)申请日2019.09.09(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人殷红孙晓燕高伟(74)专利代理机构长春市恒誉专利代理事务所(普通合伙)22212代理人李荣武(51)Int.Cl.C01B32/194(2017.01)C01B21/064(2006.01)B82Y40/00(2011.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种石墨烯-氮化硼纳米片复合结构及其制备方法(57)摘要本发明属于无机纳米材料领域，具体涉及一种石墨烯-氮化硼纳米片复合结构及其制备方法。该结构中氮化硼纳米片直径为20～150nm，厚度为10～60nm，石墨烯直径为4～25μm，氮化硼纳米片均匀分布在大面积石墨烯薄层基底上，形成石墨烯-氮化硼的复合结构。所述方法包括：将石墨烯薄层与氧化硼粉末充分混合研磨、分散、真空干燥后得到前驱体；将其置于管式炉，在氩气气氛加热至指定温度通入氨气进行反应得到初步产物，经处理后可得到石墨烯-氮化硼纳米片复合结构。本发明中分散剂的加入使得氧化硼均匀分布在石墨烯表面，有效的提高了氮化硼在石墨烯基底上成核点；采用氨气作为反应气体进行高温反应，不需要任何金属催化剂，制备的产物更加纯净。CN110451498ACN110451498A权利要求书1/1页1.一种石墨烯-氮化硼纳米片复合结构，其特征在于，该结构中氮化硼纳米片直径为20～150nm，厚度为10～60nm，石墨烯直径为4～25μm，氮化硼纳米片均匀分布在大面积石墨烯薄层基底上，形成石墨烯-氮化硼的复合结构。2.权利要求1所述的一种石墨烯-氮化硼纳米片复合结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备前驱体：将相应的分散剂溶解于去离子水中得到稳定溶液，将石墨烯和氧化硼粉末混合，充分研磨后，加上述分散剂溶液中，经超声处理后，置于恒温水浴锅中在指定温度下磁力搅拌至泥浆状，真空干燥后，得到前驱体；(2)石墨烯-氮化硼纳米片复合结构的制备与提纯：将步骤(1)所得前驱体置于真空管式炉中，在氩气气氛中持续加热至一定温度后通入氨气开始反应，此时再次升至一定温度并保温一段时间，随后自然冷却至室温，得到初步产物，经处理后可得到石墨烯-氮化硼纳米片复合结构。3.根据权利要求2所述的石墨烯-氮化硼纳米片复合结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的分散剂为十二烷基硫酸钠，分散剂浓度为0.05～2mg/ml，所述石墨烯与分散剂的质量比为1：0.05～4，石墨烯与氧化硼质量比为1：18.5～100。4.根据权利要求2所述的石墨烯-氮化硼纳米片复合结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述超声处理时间为1～6h，水浴温度为80℃～100℃，所述磁力搅拌的时间为30～100min。5.根据权利要求2所述的石墨烯-氮化硼纳米片复合结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中真空干燥的温度为60℃，干燥时间为8～24h。6.根据权利要求2所述的石墨烯-氮化硼纳米片复合结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中管式炉以5℃/min的升温速率升温至500～1000℃通入氨气温度进行高温反应。7.根据权利要求2所述的石墨烯-氮化硼纳米片复合结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中再次升温温度为1000～1200℃，保温时间1～6h。8.根据权利要求2所述的石墨烯-氮化硼纳米片复合结构的制方法，其特征在于，所述步骤(2)中氩气的通入速率为100～300ml/min，氨气的通入速率为50～100ml/min。9.根据权利要求2所述的石墨烯-氮化硼纳米片复合结构的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的初步产物的处理为：用80℃的去离子水洗涤产物数次，直至PH接近7，最后将得到的固体粉末置于真空干燥箱内于60℃干燥12h。10.权利要求1所述一种石墨烯-氮化硼纳米片复合结构或权利要求2～9任意一项所述制备方法制备的具有石墨烯-氮化硼纳米片的应用。2CN110451498A说明书1/3页一种石墨烯-氮化硼纳米片复合结构及其制备方法技术领域[0001]本发明技术方案具体涉及一种石墨烯-氮化硼纳米片复合结构及其制备方法，属于无机纳米材料领域，背景技术[0002]石墨烯自出现以来，凭借其高导热率、高电子迁移率、良好的力学性质等优势在当今电子科技等领域有着广泛的应用价值。虽然石墨稀导电能力优良，但是由于其零带隙能带结构，将其应用到电子元件中必须通过一些方法使石墨稀或其相应的复合材料产生足够大的带隙。二维六角氮化硼纳米片与石墨烯结构类似,但