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氮化硼(boron nitride,BN)作为一种新型的,有着和石墨类似结构的纳米材料,具有良好的市场前景。与石墨材料相比,氮化硼表现出更好的耐高温性、更优异的抗氧化性和更强的抗化学腐蚀性等优异的物理化学性能,近年来逐渐引起科研人员的关注。本论文针对BN基复合材料的制备及其性能进行了系统的研究。制备了氮化硼纳米片、氮化硼量子点以及以氮化硼材料为基的复合材料,并系统研究了BN基复合材料在不同领域(吸附、气敏、光催化)的性能。具体研究内容如下:(1)多级孔BN纳米片的制备及其吸附性能研究多级孔BN纳米片(hp-BNNSs)以硼酸和尿素为原料,首先利用重结晶的过程将二者均匀混合在一起,然后通过高温煅烧前驱体,最终得到hp-BNNSs。通过这种方法制备的hp-BNNSs具有较大的比表面积(1145 m2/g)和孔体积(0.59 cm3/g)。此外,制备的hp-BNNSs中存在较大直径的中孔(40 nm),这有利于吸附性能的提升。hp-BNNSs表现出对水中污染物具有全面的吸附性能:首先,hp-BNNSs中存在的B-O键,导致hp-BNNSs的表面带有大量的负电荷,这不仅增强了hp-BNNSs与污染物溶液之间的亲水性,而且有利于阳离子污染物(阳性染料、重金属离子等)的吸附。此外,hp-BNNSs含有大量的极性B-N键,可以进一步提升对重金属离子的吸附性能。最后,由于hp-BNNS的表面上存在大量的π系统,因此可以与包含苯环的污染物(抗生素)之间形成π-π共轭,从而对这种类型的污染物也表现出良好的吸附性能。(2)BNQDs/Sn O2复合材料的制备及其气敏性能研究通过简单的水热法合成了氮化硼量子点(BNQDs)、二氧化锡(Sn O2)纳米花和BNQDs/Sn O2复合材料,以检测对乙醇和H2S气体的气敏性能,并探讨了BNQDs的存在对气敏性能影响的机制。研究结果表明,与纯Sn O2传感器相比,BNQDs/Sn O2传感器不仅降低了对乙醇的最佳工作温度,而且提高了对乙醇的响应值和响应/恢复时间,实现了对乙醇气体的快速响应恢复(5s/8s)。此外,实现了对H2S气体在室温(30°C)下的检测,并表现出对H2S气体良好的选择性。这种现象可以归功于BNQDs的功能化:BNQDs在Sn O2纳米花表面的修饰使BNQDs成为新的活性位点,加快了电子的传输速度,并且可以产生更多的活性氧,从而提高了复合材料的气敏性能。此外,BNQDs的小尺寸效应对气敏性能的提升也起着非常重要的作用,BNQDs的平均粒径大约在5 nm左右,小于Sn O2耗尽层的厚度(2Ld=6 nm),而电子的传输过程受到耗尽层的控制,所以复合材料表现出更优异的气敏性能。(3)BCN/Ag3PO4复合材料的制备及其光催化性能研究利用由尿素烧制的C3N4作为跳板,将硼酸与其混合,在高温煅烧后制备出C掺杂的BN纳米片(BCN纳米片)。然后通过静电驱动的自组装和离子交换过程成功将Ag3PO4与BCN纳米片复合,制备出新型BCN/Ag3PO4复合光催化剂。通过SEM可以看到Ag3PO4纳米颗粒将BCN纳米片成功地包裹起来,并且由于BCN纳米片的限制作用,Ag3PO4纳米颗粒的尺寸得到了有效控制,比纯Ag3PO4纳米颗粒更小,分布也更加均匀。BCN纳米片具有优异的电荷转移能力,可以作为Ag3PO4纳米颗粒光生电子的受体,既可以避免Ag3PO4纳米颗粒因为光生电子的存在产生的光腐蚀现象,又可以使捕获的电子与氧气反应,进一步参与光催化中污染物的降解,从而提高了复合材料的光催化性能。