一种制备氮化硼纳米片的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制备氮化硼纳米片的方法及装置，涉及纳米材料制备技术领域，解决现有氮化硼纳米片制备效率低的技术问题。所述方法包括以下步骤：在密闭的电爆炸腔室中放入放电负载，且放电负载的一端与高压电极一相连，另一端与低压电极一相连；在所述放电负载四周铺设六方氮化硼；对电爆炸腔室进行抽真空，然后向电爆炸腔室内充入保护气体；利用储能电容器对放电负载进行放电，使放电负载发生相变产生等离子体；六方氮化硼在等离子体的作用下发生层间破坏，制得氮化硼纳米片。本发明专利技术能够利用金属丝电爆炸产生等离子体，利用等离子体向外急剧膨胀（爆炸）产生的冲击力，破坏氮化硼层与层之间的范德华力，进而高效制备出氮化硼纳米片。米片。米片。

【技术实现步骤摘要】
一种制备氮化硼纳米片的方法及装置


[0001]本专利技术涉及纳米材料制备
，特别涉及一种制备氮化硼纳米片的方法及装置。

技术介绍

[0002]氮化硼纳米材料根据不同维度、形貌和尺寸可以分为：氮化硼纳米棒、氮化硼纳米带、氮化硼纳米管、氮化硼纳米片、氮化硼纳米球和氮化硼纳米空心球。其中，氮化硼纳米片（BNNS）是一种集多种优异的物理性质和稳定的化学性质于一身的新型多功能二维材料，在光电子器件、机械加工、冶金制作、航空航天等高新科技领域有着与众不同的应用潜能。因此，制备出高质量、高纯度、高性能、高产量的氮化硼纳米片成为亟待解决的科学问题。目前，制备BNNS的主要方法有机械剥离法和化学剥离法。
[0003]其中，机械球磨法虽然操作简单，对环境要求较低，但是还是有很多不足之处，如不容易控制，选择性差，制备的BNNS结晶度差等。化学剥离法主要包括液相超声剥离法和离子插入剥离法。其中，液相超声剥离法利用的溶剂比较昂贵，还会有毒性，并且BNNS在溶液中的分散性很差，所以在移除溶剂的时候可能会造成BNNS的重新团聚，导致产品的产量低。离子插入剥离法在插入过程中对环境条件的要求比较苛刻，增加了制备的难度。此外，在去除插层物质时BNNS还会再次发生团聚，导致其产率较低，因此需要进一步改进制备流程。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种制备氮化硼纳米片的方法及装置，能够更加高效的制备出氮化硼纳米片。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一方面，提供一种制备氮化硼纳米片的方法，包括以下步骤：在密闭的电爆炸腔室中放入放电负载，且所述放电负载的一端与所述电爆炸腔室内的高压电极一相连，所述放电负载的另一端与所述电爆炸腔室内的低压电极一相连；在所述放电负载四周铺设六方氮化硼；对所述电爆炸腔室进行抽真空，然后向所述电爆炸腔室内充入保护气体；利用储能电容器对所述放电负载进行放电，使所述放电负载发生相变产生等离子体；所述六方氮化硼在所述等离子体爆炸产生的冲击力作用下发生层间破坏，制得氮化硼纳米片。
[0006]作为优选，所述放电负载为铜金属丝。
[0007]作为优选，通过在所述放电负载处设置绝缘托盘，将所述六方氮化硼铺设在所述绝缘托盘内，使所述六方氮化硼铺设在所述放电负载的四周。
[0008]作为优选，所述保护气体为氩气。
[0009]作为优选，对所述电爆炸腔室进行抽真空时，抽真空至所述电爆炸腔室的气压小
于10Pa。
[0010]作为优选，向所述电爆炸腔室内充入保护气体时，充气至所述电爆炸腔室的气压为10kPa
‑
100kPa。
[0011]另一方面，还提供一种制备氮化硼纳米片的装置，包括储能电容器、保护电阻、电火花开关、高压电极二、低压电极二、电爆炸腔室、充气泵、抽真空泵一，所述电爆炸腔室内设有高压电极一和低压电极一，所述高压电极一和所述低压电极一之间设有放电负载；所述储能电容器的高压输出端与所述保护电阻相连，所述保护电阻的另一端与所述电火花开关相连，所述电火花开关的另一端与所述高压电极二相连，所述高压电极二穿过所述电爆炸腔室与所述高压电极一相连；所述低压电极二穿过所述电爆炸腔室与所述低压电极一相连；所述储能电容器的低压输出端、所述低压电极二以及电爆炸腔室均接地；所述充气泵与所述电爆炸腔室相连通，用于对所述电爆炸腔室充入保护气体；所述抽真空泵一与所述电爆炸腔室相连通，用于对所述电爆炸腔室抽真空。
[0012]作为优选，还包括抽真空泵二，所述抽真空泵二与所述电爆炸腔室相连通，且所述抽真空泵二与所述电爆炸腔室之间设有滤孔小于氮化硼纳米片尺寸的滤膜。
[0013]作为优选，还包括圆盘送丝机构；所述圆盘送丝机构包括绝缘圆盘一、绝缘圆盘二、中心转轴、旋转把手；所述中心转轴的一端与所述旋转把手相连，所述中心转轴的另一端穿过所述电爆炸腔室与所述电爆炸腔室可转动连接，所述绝缘圆盘一和所述绝缘圆盘二从左至右同轴设置在位于所述电爆炸腔室内的中心转轴上；所述绝缘圆盘一的右表面设有多个呈环形阵列分布的所述低压电极一，所述绝缘圆盘二的左表面设有多个呈环形阵列分布的所述高压电极一；所述高压电极一的数量与所述低压电极一的数量一致，且分别一一配对形成高低压电极，每对高低压电极之间均设有所述放电负载。
[0014]作为优选，每对高低压电极还分别与用于铺设六方氮化硼的绝缘托盘相连，所述绝缘托盘的一端与所述低压电极一相连，另一端与所述高压电极一相连。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术利用储能电容器放电电流快速流过位于六方氮化硼与气体介质中的放电负载，利用欧姆加热而沉积的能量使放电负载快速相变：固态
→
液态
→
蒸汽
→
等离子体，然后利用等离子体向外急剧膨胀（爆炸）产生的冲击力，破坏氮化硼层与层之间的范德华力，进而高效制备出氮化硼纳米片；本专利技术制备方法简单，产率高有利于大规模生产。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术制备氮化硼纳米片的装置的结构示意图；图2为本专利技术制备氮化硼纳米片的装置的原理示意图；
图3为一个具体实施例采用本专利技术对六方氮化硼进行处理的处理前后电镜图，其中图3(a)为处理前的原始六方氮化硼电镜图片，图3(b)为本专利技术处理后的产物电镜图片；图中：1
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储能电容器，2
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保护电阻，3
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电火花开关，4
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高压电极二，5
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低压电极二，6
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电爆炸腔室，7
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充气泵，8
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抽真空泵一，9
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高压电极一，10
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低压电极一，11
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放电负载，12
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抽真空泵二，13
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滤膜，14
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圆盘送丝机构，15
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绝缘托盘。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。本专利技术公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0019]一方面，本专利技术提供一种制备氮化硼纳米片的方法，包括以下步骤：S1：在密闭的电爆炸腔室中放入放电负载，且所述放电负载的一端与所述电爆炸腔室内的高压电极一相连，所述放电负载的另一端与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备氮化硼纳米片的方法，其特征在于，包括以下步骤：在密闭的电爆炸腔室中放入放电负载，且所述放电负载的一端与所述电爆炸腔室内的高压电极一相连，所述放电负载的另一端与所述电爆炸腔室内的低压电极一相连；在所述放电负载四周铺设六方氮化硼；对所述电爆炸腔室进行抽真空，然后向所述电爆炸腔室内充入保护气体；利用储能电容器对所述放电负载进行放电，使所述放电负载发生相变产生等离子体；所述六方氮化硼在所述等离子体爆炸产生的冲击力作用下发生层间破坏，制得氮化硼纳米片。2.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米片的方法，其特征在于，所述放电负载为铜金属丝。3.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米片的方法，其特征在于，通过在所述放电负载处设置绝缘托盘，将所述六方氮化硼铺设在所述绝缘托盘内，使所述六方氮化硼铺设在所述放电负载的四周。4.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米片的方法，其特征在于，所述保护气体为氩气。5.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米片的方法，其特征在于，对所述电爆炸腔室进行抽真空时，抽真空至所述电爆炸腔室的气压小于10Pa。6.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米片的方法，其特征在于，向所述电爆炸腔室内充入保护气体时，充气至所述电爆炸腔室的气压为10kPa
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100kPa。7.一种制备氮化硼纳米片的装置，其特征在于，包括储能电容器、保护电阻、电火花开关、高压电极二、低压电极二、电爆炸腔室、充气泵、抽真空泵一，所述电爆炸腔室内设有高压电极一和低压电极一，所述高压电极一和所述低压电极一之间设有放电负载；所述储能电容器的高压输出端与所述保护电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：任俊文，姜国庆，贾申利，赵莉华，黄小龙，贾利川，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：