氮化硼材料分类及氮化硼纳米材料应用

氮化硼，化学式BN，一种非氧化物的材料，是碳(C2)的等电子体，其晶体的晶型结构与石墨相似，是目前研究和应用较多的氮化物陶瓷材料之一。根据晶体结构类型，BN主要包括：六方氮化硼(h-BN)、立方氮化硼(c-BN)、斜方氮化硼(r-BN)、纤锌矿氮化硼(w-BN)。

氮化硼纳米材料分类：

1、各向同性BN纳米材料：是指具有中心点对称的实心纳米球、空心纳米球及类似的纳米结构物质。早在1990年有一份专利宣称以BCl3和氨气为原料，采用CVD法于低温下制备出球形的BN粒子。以Zn和KBH4/NH4BF4为原料，采用溶剂热法制备出BN空心纳米球体。  2、各向异性BN纳米材料（1）氮化硼纳米管：氮化硼纳米管的结构与碳纳米管的结构类似，B原子和N原子交替取代了石墨片层中的C原子形成纳米管状结构可以分为单壁管和多壁管。氮化硼纳米管有三种结构类型：扶手椅型、锯齿型和手性型。常用的制备方法主要包括电弧放电法、激光烧烛法、球磨法、等离子体喷射法、碳纳米管置换法、化学气相沉积法等。 （2）氮化硼纳米线(BNNW)：—般是伴随在制备氮化硼纳米管的过程中产生。以氨气、氧化硼为原料合成了氮化硼纳米线，但前驱体纳米线的品质、氨化过程却相当难以控制。尽管氮化硼纳米线具有比碳纤维更加优良的抗氧化性和介电性能，但相对碳纤维而言，对氮化硼纳米线研究要少得多。目前，人们还在研究一种可用来合成氮化硼纳米线的聚合物前驱体，该前驱体是硼氮烷类物质。   （3）氮化硼纳米片：二维六方氮化硼纳米片结构类似于石墨结构，可看成是B和N原子依次取代石墨中的C原子而得到。在多层氮化硼片中，由于B-N键之间存在偏极性，从而导致每个BN层之间存在作用力。因此单层氮化硼纳米片很难得到，而多层氮化硼片有利于整体结构的稳定。

氮化硼纳米材料应用

1、氮化硼涂层：在高温下具有的明显化学惰性，使氮化硼涂层可用来保护铝、镁、锌合金等材料免受高温氧化。2、BN的高导热性：BN的高导热性一直是科研工作者所热衷的，主要是利用纳米h-BN和c-BN的高导热系数制备复合材料以起到加速散热和导热的效果。同时可解决热导材料与处于运行中的电气部件相接触而需要的高电阻率材料避免短路的问题。  3、 净化水：有效的去除水中的油、有机溶剂和染料是全球性的水资源保护的问题。4、储氢材料：氢气是目前最清洁的能源，对解决大气污染问题有着光明的发展前景。用三聚氰胺和硼酸作为前驱体，在 900-1100℃制备了多孔BN纳米带，比表面积高达1488m2/g。

作为一种先进的纳米材料和陶瓷材料，氮化硼纳米材料以其优秀的物理和化学性能受到了各个领域的青睐，在光电、环保及日化等领域也必将发挥更重要的作用。