六方氮化硼應用

六方氮化硼又被成為白色石墨烯，在2004年曼徹斯特大學的一項研究中被人們發(fā)現(xiàn)六方氮化硼應用領域再次被拓展。當時，曼徹斯特大學的研究人員就表示該物質(zhì)可能通過異質(zhì)結的方式構建二維材料，使其在未來能夠符合工業(yè)生產(chǎn)設計的標準。

現(xiàn)在，研究小組首次證實，可通過精確操控晶層堆疊方向的方式，極大地改變異質(zhì)結中的電子運轉(zhuǎn)方式，使這種材料真正具備了投入應用的實際價值。

但是如何拓展六方氮化硼應用范圍,從而進一步用修飾、摻雜或復合的方法來提高BN的性能仍然是亟待解決的最重要問題。本文中,我們通過對管狀及片層狀六方BN材料進行修飾、摻雜和復合,研究了功能化之后的BN基材料在電化學及發(fā)光材料方面的應用。主要研究內(nèi)容如下：

以化學的方法采用Pani對氮化硼納米管(BNNTs)進行功能修飾,Pani的修飾改變了BNNTs的水溶性及在水溶液中的分散性能,這為Pt納米粒子在BNNTs-Pani表面的均勻修飾奠定了基礎。UV、FT-IR與Raman表征顯示,BNNTs與Pani之間以π鍵的形式連接。以NaBH4還原氯鉑酸,得到了Pt納米粒子均勻修飾的BNNTs-Pani-Pt復合材料,Pt納米粒子的平均粒徑在5nm左右。將BNNTs-Pani-Pt復合物與葡萄糖氧化酶(GOD)在水溶液中混合,制備了BNNTs-Pani-Pt-GOD生物復合材料。紫外可見光吸收光譜(UV-Vis)與SEM顯示,GOD被吸附在BNNTs-Pani-Pt復合物的表面,這種吸附被認為是由于BNNTs表面對GOD表面帶電基團的靜電吸附作用引起的。將BNNTs-Pani-Pt-GOD生物復合物修飾在玻碳電極的表面,并以戊二醛交聯(lián),用Nafion去除其他電化學活性物質(zhì)的影響,制備了GC/BNNTs-Pani-Pt-GOD生物傳感器。循環(huán)伏安曲線(CV)證明復合物電極可顯著催化氧化雙氧水,具有較好的電化學活性GC/BNNTs-Pani-Pt-GOD生物傳感器能夠作為一種性能良好的葡萄糖生物傳感器,響應電流在0.01到5.5mM的葡萄糖濃度范圍保持線性增長,響應靈敏度為19.02mAM-1cm-2,在信噪比為3時,檢測限大約是6μM。且傳感器還具有優(yōu)異的抗酸和高溫性能,在較低的pH(pH=3)和較高的溫度(60℃)下,仍能保持較高的原有活性。這種GC/BNNTs-Pani-Pt傳感器及相關制備方法對相關電化學傳感器和催化劑的研究也是有意義的。 2.成功實現(xiàn)了稀土Ce3=對BN納米片結構的摻雜,研究表明這種Ce摻雜的BN材料發(fā)出強烈的藍光。對Ce摻雜BN的結構、化學組分與價態(tài)、光學性能及結構與性能的關系進行了系統(tǒng)的研究。SEM和TEM結果表明制備的Ce摻雜BN產(chǎn)物為厚度為30-50nm、直徑為200-300nm的片層結構。當Ce的摻雜量不同時,Ce摻雜BN樣品的禁帶寬度從純BN的4.37eV降低到摻雜Ce為1.5%時的3.31eV,說明Ce的摻入改變了BN材料的內(nèi)部結構和電子結構。以電子順磁共振(EPR)研究了純BN和摻雜BN樣品的內(nèi)部電子結構特性,發(fā)現(xiàn)Ce的摻入改變了BN的原有N缺陷。以UV和熒光分光光度計(PL)研究了不同Ce摻雜含量對BN光學性能的影響,摻雜Ce為1%的BN材料發(fā)光強度最高,在308nm光激發(fā)下可以發(fā)出波長為410nm的藍光,該藍光被認為是由于Ce3=的5d-4f躍遷引起的。 3.分別制備了以BN/TiO2及Ni-BN/TiO2的鋰離子電池負極材料。以Li片為對電極,研究了復合材料電極的電化學性能,測試了其鋰電性能。研究結果表明,BN加入之后的電池性能較P25和Ti02都有相當大的提高。以循環(huán)伏安法和交流阻抗技術分析了鋰離子電池的容量衰減機制和在電極／電解液界面上的傳輸動力學機制。

本文出自：5ezz.cn