从非晶态前驱体构建纳米多孔高结晶六方氮化硼的方法

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Published on Tuesday: 09 July 2019

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     单层或者少层六方氮化硼（h-BN）是一种类石墨烯材料，具有重要的特性和广阔的应用前景。然而，到目前为止，简单而又规模化制备多孔h-BN晶体纳米片（BNNSs）的瓶颈成为限制它应用和性能开发的棘手问题。最近，浙江大学的Chen等及其合作者通过在镁存在的条件下，高温实现一个可控的连续溶解-沉淀/结晶过程，实现了将非晶态h-BN向高结晶BNNSs的转变。实验过程为：首先将h-BN前驱体与镁粉混合，然后将混合物密封在不锈钢管中，在氮气气氛下900℃处理；通过洗涤去除镁后，得到结晶的BNNSs，产率为88%（按重量计）。制备的BNNSs具有高结晶度和高孔隙率，其表面积高达347 m2 g-1，且纯度高、热稳定性好。与非晶态h-BN前驱体以及其他贵金属负载的多相催化剂相比，该高结晶、高孔隙率的BNNSs在十二氢-N-乙基咔唑脱氢反应中的催化效率更高，说明了其催化性能的优异特性。该成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201904996上。

简报作者: 李梦圆责任编辑：薛彦明

从液氮温度到1000℃具有超柔韧性的氮化硼气凝胶

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Published on Tuesday: 09 July 2019

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具有优异力学性能的气凝胶具有广泛的应用前景，因而引起了人们广泛的兴趣。然而，现有的气凝胶通常缺乏必要的柔韧性，尤其在极端条件下使用时。目前报道的关于氮化硼气凝胶的制备方法不少，但制备出来的氮化硼气凝胶柔韧性较差。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所Li等人采用氢键组装法制备的二硼酸三聚氰胺前驱体，经高温氨化反应制备了一种由氮化硼纳米带构成的、具有不随温度而变的超柔韧性的气凝胶。该气凝胶由大量交叉纠缠在一起的纳米带构成，此独特结构赋予该气凝胶优异的压缩/弯曲/扭转弹性、耐切削性和可恢复性。其力学柔性从液氮温度(-196°C)到高于1000°C的大温度范围内都得到了保持，因此该气凝胶有可能在极端环境中发挥功用。该成果发表在Adv. Funct. Mater. 2019, 29,1900188.

BN纳米带气凝胶的柔韧性:a)不同体积比水/TBA混合溶液中BN气凝胶的应变-应力曲线。b) BN-57的加载-卸载循环和应变-应力曲线，随应变从5%增加到75%。c)压缩试验50次加载-卸载循环的应变-应力曲线。d) BN纳米带气凝胶压缩后恢复原状的照片。e-g) BN气凝胶在弯曲状态(e)扭转状态(f)和剪切状态(g)下的照片和SEM图像。

BN纳米带气凝胶在液态N2和火焰中的柔韧性:a - a3)将BN气凝胶浸入液态N2中进行压缩释放。b)用锋利的镊子挤出液氮。c-c2)挤出液氮，将液氮倒入BN气凝胶中。d,e) BN气凝胶再次进行火焰测试，通过表面加载d - d3和线性加载e- e2进行压缩和释放。f)大气中BN纳米带气凝胶的TGA曲线。(f)中的插图是BN纳米带气凝胶在1018-1020℃空气气氛的管式炉中的照片。

简报作者: 高向前责任编辑：黄阳

功能化的氮化硼纳米片：一种热致重排的聚合物纳米复合膜用于氢气分离

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Published on Tuesday: 09 July 2019

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近年来，氢气市场发展迅速，其市场规模到2017年已达1150亿美元。目前，世界上生产的大部分氢气来自天然气，而天然气中除氢气外还有相当浓度的甲烷，将氢气从中分离出来对于其在工业上应用非常重要。传统的分离氢气的方法，如变压吸附法和低温蒸馏法，都是能量密集型的，需要耗费大量能源。膜分离法是一种能量效率高、环境友好的气体分离技术，其效果依赖于高效分离膜的开发和使用。目前报道显示热致重整聚合物膜具有很高的气体分离系数，尤其对CO2/CH4混合气，但这种膜在热处理后的韧性不佳。澳大利亚莫纳什大学的Wang等人利用氨基功能化的氮化硼纳米片(FBN)作为填料对热致重整聚合物（XTR）膜的气体传输和力学性能进行了调控。研究发现，掺入1wt%FBN的XTR在425℃加热处理后获得纳米复合膜其抗拉伸能力提高282%，对H2/CH4的选择性提高一个数量级，而对H2的渗透性只有少量下降，展示了远高于Robeson上限的气体分离能力。该成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 16056-16061。

简报作者: 李根责任编辑：黄阳

硼油墨辅助原位氮化硼涂层用于抗氧化和抗腐蚀应用

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Published on Tuesday: 09 July 2019

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利用石墨烯可以制备出一种高不渗透性的涂层材料，在氧化和防腐方面具有优异的屏障性能。但是，石墨烯在高温下的稳定性较差，石墨烯与防护表面之间形成的原电池甚至会加快腐蚀速度。相比之下，氮化硼（BN）由于其优异的热惰性和化学惰性被认为是一种较好的涂层材料，甚至它与石墨烯具有相同的不渗透性。香港城市大学支春义课题组与南京理工大学曾海波课题组的合作研究表明，以硼墨为原料，在碳、铜表面原位合成氮化硼涂料，可以达到超高抗氧化、防腐的目的。热重分析和电化学分析表明，BN涂层能有效地防止碳在空气中高温氧化，并能充分降低铜在氯化钠溶液中的腐蚀速率。结果表明，硼墨原位氮化硼涂料具有较高的抗氧化和防腐蚀应用潜力。相关结果发表在Nanotechnology10.1088/1361-6528/ab193c。

简报作者: 冀嘉伟责任编辑：薛彦明