研究成果：《Journal of Colloid and Interface Science》报道了课题组于蒙蒙等同学利用溶剂热法并通过表面配体工程制备用于高性能光电探测器的CsPbBr3纳米线的研究论文

近日，河北工业大学氮化硼材料研究中心博士生于蒙蒙等同学在期刊《Journal of Colloid and Interface Science》上发表题为《Surface ligand engineering of CsPbBr₃ perovskite nanowires for high-performance photodetectors》的研究论文。

表面配体工程对于制备用于高性能光电探测器的一维（1D）CsPbBr₃纳米线具有重要意义。一维全无机CsPbBr₃纳米线在制备过程中使用到的传统长链封端配体如油胺（OLA）和油酸（OA）会在纳米线表面形成了电绝缘层，阻碍了光电器件中电荷载流子的有效传输。到目前为止，已报道的通过改变表面配体种类来制备高性能CsPbBr₃的工作只涉及到了CsPbBr₃量子点（QDs）和CsPbBr₃纳米片，而且大部分只是在传统的热注射过程中来替代某种配体（OLA/OA）。但是，至今为止，还从未出现通过表面配体工程来制备高质量CsPbBr₃纳米线的工作。最近，河北工业大学材料学院氮化硼材料研究中心于蒙蒙等人通过引入短链配体，包括十二胺/十二酸（C12）、辛胺/辛酸（C8）和己胺/己酸（C6），部分取代长链配体（C18），并通过溶热法成功制备了各种CsPbBr₃纳米线。微观结构表征表明，表面配体工程前后的四种纳米线，即C18-CsPbBr₃、C12/18-CsPbBr₃、C8/18-CsPbBr₃和C6/18-CsPbBr₃，均具有较高的长径比和纯度。与带有长链封端配体的CsPbBr₃相比，带有短链配体的C8/18-CsPbBr₃和C6/18-CsPbBr₃纳米线在紫外线照射和高温等不利条件下表现出优异的光致发光（PL）性能和稳定性。基于C8/18-CsPbBr₃和C6/18-CsPbBr₃纳米线构建的光电探测器显示出更好的性能。该工作为制备具有高光学性能、稳定性和电荷输运性的CsPbBr₃纳米线提供了新的思路，且制备的CsPbBr₃纳米线在光电子器件中具有潜在的应用前景。该成果发表在Journal of Colloid and Interface Science 2022, 608, 2367-2376。

DOI: 10.1016/j.jcis.2021.10.141。

研究成果：《Chemical Engineering Journal》报道课题组博士生宋倩倩关于多孔六方氮化硼对水中抗生素类污染物具有高吸附能力的论文入选ESI高被引论文

根据ESI最新数据显示，截止到2018年8月31日，河北工业大学材料学院氮化硼材料研究中心博士生宋倩倩为第一作者，房毅老师为通讯作者于2017年10月在国际著名期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一区）上发表的研究论文《The performance of porous hexagonal BN in high adsorption capacity towards antibiotics pollutants from aqueous solution》入选ESI高被引论文。

药物滥用、水产养殖废水和制药工业废水中产生的抗生素污染物对微生态和人类有着巨大的威胁。在本文中，制备了比表面积高达1062.88 m² g^-1并且具有丰富孔结构的多孔六方氮化硼（p-BN），并通过XRD，SEM，TEM，FT-IR和物理化学等温吸附等方法对其进行表征。系统研究了p-BN对四环素（TC）的吸附动力学，热力学和等温线，同时，还考虑了pH，温度和盐度的影响。结果表明，它在高浓度下对TC仍具有很快的吸附速率和有效的去除率（94.25％）。在160 mg L^-1的浓度下，最大吸附容量可以达到322.16 mg g^-1。准二级动力学模型和粒子间扩散模型对实验结果拟合较好，TC在p-BN微孔中的分子扩散是限速步骤。由热力学计算可得，吸附过程是自发和放热的，较低的温度有利于吸附。盐析效应使得吸附容量随着添加的Na⁺离子增加而上升。吸附等温线更符合Freundlich和Tempkin模型，吸附机理主要是π-π相互作用和静电力。

DOI：10.1016/j.cej.2017.05.057

《基本科学指标》数据库（Essential Science Indicators简称ESI），是由世界著名的学术信息出版机构——美国科技信息所(ISI)，于2001年推出的衡量科学研究绩效、跟踪科学发展趋势的基本分析评价工具，是当今世界范围内普遍用以评价学术机构、大学及学者国际学术水平及影响力的重要指标。ESI共分22个学科领域，高被引论文是根据ESI统计被引频次排在相应学科领域前1%以内的论文，它从文献角度反映了论文影响力，高被引论文数是衡量学校科研影响力的重要指标之一。

研究成果《Ceramics International》报道课题组李睿等关于利用氮化硼纳米纤维改善PVA水凝胶性能方面的论文

近日，河北工业大学氮化硼材料研究中心李睿等在《Ceramics International》上发表题为《Porous boron nitride nanofibers/PVA hydrogels with improved mechanical property and thermal stability》的研究论文。

PVA水凝胶具有好的化学稳定性，高的吸水性和高的生物抗衰老性，被广泛应用于各个领域，例如药物载体，药物释放，软骨替代，传感器，重金属离子吸附等。然而，类似于许多其他的传统水凝胶，PVA水凝胶机械性能差，限制了它的实际应用。向PVA基体中加入纳米添加物制备复合材料水凝胶是一种有效的策略来改善水凝胶的机械性能。至今，多种纳米材料包括碳基纳米材料、金属/金属氧化物纳米颗粒以及聚合物纳米填料例如羧酸化纳米晶纤维素、细菌纤维素被作为填料来改善PVA水凝胶的机械性能。多孔氮化硼纳米纤维作为一种新的一维BN纳米材料，具有低密度，大的比表面积、丰富的孔结构、优越的机械性能和强的化学稳定性能够被用于水处理、储氢、药物载体等。具有高长径比的一维纳米结构有利于在复合材料基体中形成网络交联结构而且多孔BN的表面缺陷和功能团-羟基有利于在聚合物基体中的分散和与聚合物基体的界面粘合。因此可以有效的传递变形过程中的载荷,提高机械性能。

通过将一维BN纳米纤维作为纳米填充物加入到PVA基体中，通过循环冻融的方法制备出了一种新型的BNNFs/PVA 复合材料水凝胶。结果表明添加BNNFs之后，水凝胶的机械性能被改善，当BNNFs添加量为0.5 wt%时，复合材料水凝胶的压缩强度较纯的PVA水凝胶相比增加了252%。BNNFs/PVA复合材料水凝胶的拉伸性能也得到了提高。当BNNFs添加量为1 wt%时，水凝胶拉伸强度增加了87.8%。此外，随着BNNFs添加量的增加，水凝胶的热稳定性和溶胀性能逐渐增加。该成果发表在Ceramics International 44 (2018) 22439–22444上。

DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.09.011

BNNFs/PVA复合水凝胶的示意图及其压缩和拉伸性能

研究成果《Inorganic Chemistry Frontiers》报道课题组李巧灵同学关于缺陷多孔氮化硼吸附Cr(III)/Cr(VI)的理论研究论文

近日，河北工业大学氮化硼材料研究中心李巧灵同学，在《Inorganic Chemistry Frontiers》上发表题为《Removal of Cr(III)/Cr(VI) from wastewater using defective porous boron nitride: a DFT study》的研究论文。

铬是工业废水中普遍存在的重金属污染物，其中Cr（VI）离子被列为对生命系统危险最大的八大化学物质之一。在铬污染治理方面六方氮化硼（h-BN）因其耐腐蚀性，化学惰性等性能，成为恶劣环境下除去铬离子的优秀吸附剂材料，并引起了研究者广泛关注。但是，目前对其显著的Cr吸附机理认识尚少，这极大地阻碍了h-BN在铬污染治理领域的进一步发展应用。

本项研究中，通过第一性原理计算研究了多孔氮化硼（p-BN）对金属Cr(III)和Cr(VI)离子的吸附，发现多孔BN中B、N空位缺陷的存在对Cr(III)/Cr(VI)的吸附起到重要作用，p-BN对Cr(III)/ Cr(VI)离子表现出很强的化学吸附特性而非仅仅由色散力或静电力产生的弱吸附作用；经过态密度和电荷密度等电子结构分析，表明空位缺陷可以诱导费米位附近新能级的出现，使得B、N原子与Cr之间发生电荷转移并形成了离子键；研究还显示水分子对于金属离子在p-BN表面的吸附影响有限。该结果对于指导设计合成高效铬离子吸附剂提供了新思路。该成果发表在Inorg. Chem. Front. 5 (2018) 1933-1940上，DOI: 10.1039/c8qi00416a。

利用密度泛函理论揭示多孔BN及其缺陷结构对Cr(III)/Cr(VI)的吸附机理

研究成果《RSC Advances》报道课题组Abbas利用不含氧/碳的新前驱体制备氮化硼纳米管的研究论文

近日，河北工业大学氮化硼材料研究中心的巴基斯坦留学生Abbas在黄阳和唐成春老师的指导下在《RSC Advances》上发表题为《Synthesis of boron nitride nanotubes using oxygen and carbon dual-free precursor》的研究论文。

与碳纳米管具有类似结构的氮化硼纳米管，因具有优异的力学、热学性能以及比碳纳米管高的多的抗氧化能力而受到研究人员的亲睐。不同于碳纳米管，其电学性能受到其微观结构诸如手性、直径等的剧烈影响，氮化硼纳米管的电学性能基本不依赖于其微观结构，而主要受到其所含有的杂质不同而变化。氮化硼纳米管中杂质的控制对于其电学乃至光学特性的保持或调控异常重要。在现有的合成氮化硼纳米管的方法如碳纳米管模板法、硼氧化物气相沉积法等中，最容易引入氮化硼纳米管的杂质原子是与B、N原子尺寸相当的C原子以及易于与B结合的O原子，而且C、O原子一旦进入氮化硼纳米管，通常都很难去除。为避免C、O原子进入氮化硼纳米管而影响后续对氮化硼纳米管的基础研究以及应用，开发一种利用既不含C又不含O的前驱体制备氮化硼纳米管的方法具有重要意义。

本项研究中，采用氟化镁、氯化铵以及单质硼作为反应前驱体，在没有C、O的氨气氛围下，利用管式炉成功合成了晶化良好的氮化硼纳米管。热力学计算表明，反应过程中由前驱体反应可以产生较高的氯化镁及氟化硼蒸汽，它们之间的平衡以及与氨气之间的反应对于氮化硼纳米管的生长异常重要。中间体氯化镁有可能在氮化硼纳米管的生长中扮演了催化剂的角色。该成果发表在RSC Adv., 2018, 8, 3989–3995。

不含C、O前驱体制备氮化硼纳米管装置示意图