大孔氮化硼纤维及其制备方法.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CN108441986A(43)申请公布日2018.08.24(21)申请号201810184213.2(22)申请日2018.03.07(71)申请人南方科技大学地址518000广东省深圳市南山区学苑大道1088号(72)发明人张作泰刘飞李顺(74)专利代理机构深圳青年人专利商标代理有限公司44350代理人傅俏梅(51)Int.Cl.D01F9/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称大孔氮化硼纤维及其制备方法(57)摘要一种大孔氮化硼纤维，是将丝瓜络作为碳源模板，通过硼源、氮源置换丝瓜络中的碳元素，从而得到与原有的丝瓜络基体具有相同的孔结构的大孔氮化硼纤维。制备方法：将丝瓜络清洗干燥后，将硼源和丝瓜络按配比置于双层坩埚中，其中硼源放入双层坩埚下层，丝瓜络置于上层，再将双层坩埚放入高温炉内，通入氮源，将温度升到1300-1600℃，保持一段时间，降至室温，即得到白色丝瓜络骨架状的氮化硼纤维。本发明采用置换方式使氮化硼替代丝瓜络中的碳元素，既具有氮化硼本身的理化性能，同时又可得到与原有的丝瓜络基体相同的孔结构，比表面积大，孔隙均匀，对重金属、染料、油污类具有较强的吸附性能，在废水处理领域具有良好的应用前景。CN108441986ACN108441986A权利要求书1/1页1.大孔氮化硼纤维，其特征在于，是将丝瓜络作为碳源模板，通过硼源、氮源置换丝瓜络中的碳元素，从而得到与原有的丝瓜络基体具有相同的孔结构的大孔氮化硼纤维。2.如权利要求1所述的大孔氮化硼纤维的制备方法，包括下述步骤：将丝瓜络分别用水和乙醇清洗干净，干燥；将硼源和干燥的丝瓜络按配比称量，再分别将所述硼源和所述丝瓜络置于双层坩埚中，其中将所述硼源放入所述双层坩埚下层，所述丝瓜络置于所述双层坩埚上层，再将所述双层坩埚放入高温炉；在高温炉内通入氮源，将温度升到1300-1600℃，保持一段时间，再自然降温至室温，得到白色丝瓜络骨架状的白色氮化硼纤维。3.如权利要求2所述的大孔氮化硼纤维的制备方法，其特征在于，所述硼源为氮化硼，所述氮源为N2。4.如权利要求2所述的大孔氮化硼纤维的制备方法，其特征在于，将丝瓜络分别用水和乙醇采用超声交替清洗多次，然后在70℃-100℃的温度下干燥20-30h。5.如权利要求2或3所述的大孔氮化硼纤维的制备方法，其特征在于，所述硼源和所述丝瓜络按配比2-4:1称量。6.如权利要求2或3所述的大孔氮化硼纤维的制备方法，其特征在于，高温炉内通入的所述氮源流率为300-500sccm。7.如权利要求6所述的大孔氮化硼纤维的制备方法，其特征在于，高温炉内通入的所述氮源以5℃/min的升温速率从室温升到1300-1600℃。8.如权利要求7所述的大孔氮化硼纤维的制备方法，其特征在于，高温炉内通入的温度优选为1400-1500℃。9.如权利要求7所述的大孔氮化硼纤维的制备方法，其特征在于，将高温炉内通入的所述氮源升到1300-1600℃后，再将所述氮源流率加大到1200-1600sccm，保持5-6h，再自然降温至室温。2CN108441986A说明书1/4页大孔氮化硼纤维及其制备方法技术领域[0001]本发明属于材料技术领域，特别涉及一种用于废水处理过程中的氮化硼纤维及其制备方法。背景技术[0002]氮化硼是由第三族(III)元素硼(B)和第五族(V)元素氮(N)组成的一种人工合成化合物，其结构与石墨相似，素有“白色石墨”之称。氮化硼具有优异的物理、化学性质，一直受到研究人员的广泛关注。目前研究人员在氮化硼材料的制备方面已经取得了大量卓有成效的研究成果，一系列不同结构的氮化硼材料被成功制备出来，如纳米管、纳米线、纳米棒、纳米片、纳米带、纳米球、多孔纤维等。近年来随着大比表面积多孔氮化硼材料被合成处出来，研究人员发现大比表面积的多孔氮化硼材料在解决环境污染方面展示出了广阔的应用前景，可以应用于污水处理领域。与传统的活性碳吸附材料相比，多孔氮化硼材料作为吸附剂使用时更具有优势。氮化硼材料所含的B-N键与C-C键是等电子体，因此晶体结构与石墨类似，但物理和化学性质与石墨材料存在着明显不同。氮化硼材料具有良好的绝缘性、高温化学惰性和热稳定性。此外，B-N具有C-C键体所不具备的局域极性，作为吸附材料使用时，极性位通常能够改进吸附性质，所以氮化硼材料是理论上是很有希望的在高温或极端条件下稳定使用的高效催化吸附材料。另外，由于氮化硼可以在800℃以上的高温下在空气或有机气氛下使用，吸附后的再生过程相对容易和安全。[0003]目前，国内外关于多孔氮化硼材料的制备及作为吸附剂使用方面的研究已经取得了长足的发展和进步，将氮化硼材料作为吸附剂使用时，具有大的比表面积、