The invention belongs to the field of inorganic nano materials, in particular to a graphene boron nitride nano sheet composite structure and a preparation method thereof. In this structure, the diameter of BN nanoflakes is 20-150nm, the thickness is 10-60nm, the diameter of graphene is 4-25 \u03bc m, BN nanoflakes are evenly distributed on a large area of graphene thin layer substrate, forming a graphene \u2011 BN composite structure. The method comprises the following steps: grinding, dispersing and vacuum drying the graphene thin layer and boron oxide powder to obtain the precursor; placing it in a tubular furnace, heating it to a designated temperature in an argon atmosphere and introducing ammonia gas to react to obtain the preliminary product, and after treatment, the graphene boron nitride nano sheet composite structure can be obtained. In the invention, the addition of dispersant makes the boron oxide evenly distributed on the surface of graphene, effectively improving the nucleation point of boron nitride on the graphene base; ammonia gas is used as reaction gas for high temperature reaction without any metal catalyst, and the prepared product is more pure.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯-氮化硼纳米片复合结构及其制备方法
本专利技术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,
技术介绍
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,但是与石墨相比还具有很多优异的物理化学性能,如高导热性、良好的高温稳定性、抗氧化性、宽带隙、超疏水、压电特性、良好的生物相容性、良好的润滑性和化学稳定性以及耐腐蚀性等,其独特性能和在纳米科技中极具前景的应用吸引了越来越多研究者的兴趣。若能通过物理或化学手段将二者结合,形成石墨烯-氮化硼纳米片的复合结构,将发挥二者各自的作用和协同互补优势。然而,目前所见的石墨烯和氮化硼二者的结合多为横向和纵向的层状异质结构,尚没有在石墨烯单层或者多层上以基点生长均匀排布氮化硼纳米片的实例。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种形貌均一、结构稳定的石墨烯-氮化硼纳米片复合结构及其制备方法。以氧化硼为硼的前驱体,十二烷基硫酸钠为分散剂,使得氮化硼前驱体均匀分布在石墨烯薄层的表面上,同时更易于氮化硼与石墨烯附和,有效的提高了氮化硼在石墨烯基底上成核点;氩气为保护气体,氨气为反应气体,进行高温反应,不需要任何金属催化剂,成功地制备出高纯度和高稳定性的石墨烯-氮化硼纳米片复合结构。 ...
【技术保护点】
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。/n
【技术特征摘要】
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...
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