六方氮化硼制备新方法

      六方氮化硼制备新方法

      六方氮化硼（h-BN），也称为白色石墨烯，具有无与伦比的性能组合，包括优异的机械强度，良好的导热性，宽带隙以及化学和热惰性。然而，由于其对化学改性的厌恶，其应用并没有像碳纳米材料那样广泛。

      化学家Angel Martí的莱斯实验室发布了一项用碳链增强h-BN的方案。这些将2D硬质材料转变为保持其强度但更易于与复合材料中的聚合物或其他材料结合的材料。

      相关研究结果在美国化学学会物理化学杂志上发表，h-BN也可以在有机溶剂中更易分散。Martí和他的团队他们成功地利用比卢普斯-伯奇反应过程改变了氮化硼纳米管，使之能攻击h-BN的防御体系，并能与碳原子共价结合。

      20世纪40年代，莱斯大学化学荣誉退休教授爱德华•比卢普斯(Edward Billups)发现了伯奇还原法，并在2004年对其进行了增强，使碳纳米管功能化。在实验过程中，马蒂和他的团队可以通过改变反应中锂的含量来控制h-BN功能化的量。

      锂是一种碱金属，当与液化氨结合时会释放出自由电子。在这种情况下，与h-BN薄片和碳源—1-溴十二烷混合，反应产生与h-BN反应并形成键的烷基自由基。

      Martí认为这是迄今为止发现的修饰h-BN的最好办法。h-BN即使在高温下也能抵抗变化。首先需要解决的问题是让人们认识到这种材料的稳定性。这种材料适用于某些应用，但为了控制其制造性能，你必须将不同的组移植到表面上。

      Martí表示锂与h-BN的摩尔比为20比1，优化了碳链接枝到表面和边缘的过程。由于h-BN基在高温下保持稳定，只要简单地燃烧掉官能团链，就能恢复到原始状态。

      虽然h-BN是天然的亲水性(吸引水)，功能碳使它们几乎超疏水(避免水)，一个很好的性质，为制作保护膜，马蒂说。但即使增强后，薄片仍能在非极性溶剂中分散。

      Martí说他的团队正在探索其他类型的分子可以移植到白色石墨烯上。比如苯基呢、醚类及使它与其他材料相容的基团呢。

      他说：“人们对制造h-BN、氮化硼纳米管和聚合物之间的复合材料很感兴趣。我们最终想把不同基团移植到h-BN上，建立一个数据库使功能基团可以和这些材料一起使用。”