BCN纳米管的宏量化制备和性能

三元化合物BCN纳米管作为碳纳米管和BN纳米管的衍生物，具有优异的电学、磁学、力学和抗氧化性能，尤其是它的禁带宽度几乎不受几何结构和手性的控制，只与组成有关，可在石墨碳和六方氮化硼之间调控。这些性能使得BCN纳米管具有宽广的应用前景。然后迄今为止，国内外关于BCN纳米管合成制备的研究不多，而且主要是采用气相法，制得纳米管的数量非常有限。本课题拟在前期工作基础上，采用固体粉料为原料，以球磨-退火方法来制备BCN纳米管，实现纳米管产量的宏量化。重点对影响纳米管形成的球磨条件（如球磨强度、时间和气氛）、球磨过程（原料的无定形化和BCN纳米晶的形成）、退火温度和气氛等工艺因素进行综合的优化研究，以期获得较大产量的纳米管；并研究纳米管形貌与生长条件之间的关系，探索纳米管的生长机制；对纳米管产物进行纯化处理，获得相对较纯的BCN纳米管；在此基础上开展BCN纳米管的电学和热学性能等方面的研究。

三元化合物BCN纳米管作为碳纳米管和BN纳米管的衍生物，具有优异的电学、磁学、力学和抗氧化性能，尤其是它的禁带宽度几乎不受几何结构和手性的控制，只与组成有关，可在石墨碳和六方氮化硼之间调控。这些性能使得BCN纳米管具有宽广的应用前景。然后迄今为止，国内外关于BCN纳米管合成制备的研究不多，而且主要是采用气相法，制得纳米管的量非常有限。. 本项目开发了一种以价廉的硼酸为原料、采用溶胶-凝胶法大量制备BCN纳米管的方法，纳米管的纯度很高，形成机理为气-液-固（VLS）模型。另外，基于BN纳米管与BCN纳米管高度相似的结构和性质，在开发BCN纳米管的合成路线时，开发了能大量制备BN纳米管的几种方法—水蒸气辅助法、氧气辅助法、共沉淀-煅烧法、FeCl3法的合成路线。产物主要为竹节状、准圆柱状的BN纳米管，通过VLS机制和/或固-液-固（SLS）机制形成。并发现BN纳米管具有很好的光致发光性能。在采用FeCl3法和Fe(NO3)3•9H2O制备BN纳米结构的过程中，发现能制备出BN微纳米复合结构，分别为纳米片组装的BN微米线和纳米片修饰的BN微米球。BN纳米片的形貌和结构类似于石墨烯，具有潜在的应用前景。而且纳米片修饰的BN微米球具有很好的抗氧化性能.这两种微纳米复合结构可以很好强韧化复合材料。