一文了解多孔氮化硼（BN）：一種具有廣泛應(yīng)用前景的材料
自從氮化硼成為材料界的新星后，對其應(yīng)用的拓展研究逐漸得到了人們的重視。在這個過程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，相對于普通塊狀的氮化硼來說，多孔氮化硼由于具有較高的比表面積，因此應(yīng)用范圍更廣泛，在吸附劑、催化劑載體、儲氫材料等領(lǐng)域上都具有很好的應(yīng)用效果，成為了近年來的研究熱點(diǎn)。
六方氮化硼的晶體結(jié)構(gòu)
雖然氮化硼有三種晶體結(jié)構(gòu)，①類石墨的六方氮化硼（h-BN）；②密排六方氮化硼（w-BN）；③類似于金剛石的立方氮化硼（c-BN），但其中應(yīng)用廣、同時也可以做成多孔材料的就是六方氮化硼。作為一種摩氏硬度為2的軟性材料，h-BN能表現(xiàn)出較強(qiáng)的機(jī)械性能、熱學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性，因此具有很高的可塑性。
一、多孔氮化硼有哪些應(yīng)用前景？
多孔陶瓷本身便具有相對密度低、比表面積大、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，具體可表現(xiàn)為較高的強(qiáng)度、剛度、沖擊韌性，良好的阻波性能、光電性能、吸附性能等。而當(dāng)“多孔”遇上h-BN時，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合下h-BN的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的拓展，具體如下：
1.催化劑載體
由于多孔氮化硼具有高比表面積、化學(xué)惰性、耐高溫等優(yōu)良特點(diǎn)，因?yàn)檠芯空邆冮_始利用這些優(yōu)勢將其制備為催化劑載體。如中國科學(xué)院楊曉龍等人利用MgO/h-BN復(fù)合載體負(fù)載的Ru基氨合成催化劑對氨合成反應(yīng)進(jìn)行催化，由于MgO/h-BN載體上存在較多的堿性位，所以表現(xiàn)出優(yōu)秀的催化活性；G.Postole等人利用兩種不同比表面積的氮化硼作為負(fù)載劑，鈀作為催化劑對丙烯氧化反應(yīng)進(jìn)行催化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)氮化硼中含有氧元素時負(fù)載的氧化鈀催化劑比純氮化硼的催化效果更好。
銀納米顆粒與氮化硼的混合結(jié)構(gòu)，用于催化轉(zhuǎn)化CO
2.吸附劑
高比表面積的氮化硼不僅可以用來做催化劑載體，做吸附劑也同樣很給力。目前應(yīng)用多的吸附劑是活性炭（500m2/g-1200m2/g），由于其來源廣泛、比表面積大、吸附容量大，所以經(jīng)常被用于水處理、空氣過濾等方面。
影響材料吸附能力的關(guān)鍵在于它的比表面積大小，目前已有學(xué)者對高比表面積氮化硼展開吸附試驗(yàn)，如蔡等人研究了高比表面積氮化硼對水中氯苯的吸附規(guī)律，通過靜態(tài)吸附法研究發(fā)現(xiàn)氮化硼對氯苯的吸附過程符合一級動力學(xué)模型和Freundlich等溫吸附模型，氮化硼對于氯苯的吸附飽和量可達(dá)到672.8mg/g，去除率高達(dá)79%。相比于活性炭對氯苯的去除率只有61.73%，氮化硼表現(xiàn)出較好的吸附效果。
多孔氮化硼可用于吸附油污
3.儲氫材料
由于氮化硼材料類似于石墨結(jié)構(gòu)，所以氮化硼可以形成納米管，并且通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)氮化硼納米管有許多性質(zhì)要優(yōu)于碳納米管，如程等人通過研究采用巨正則蒙特卡羅方法，系統(tǒng)地研究了常溫和中等壓強(qiáng)下鋰摻雜SWBNNTA的物理吸附儲氫特性，揭示了在現(xiàn)有條件下Li-dopedSWBNNTA的儲氫量能夠達(dá)到和超過美國能源部提出的2015研究目標(biāo)。Weng等人用三聚氰胺和硼酸作為前軀體制備了多孔氮化硼納米帶，比表面積高達(dá)1488m2/g，儲氫性能**卓越。
氮化硼納米帶得形貌和氫氣吸附-脫附曲線
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以上資料來自先pg電子官方生物小編zhn220.12.08
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