CN105253862B - 一种高温液相剥离大规模制备类石墨烯氮化硼纳米片的方法 - Google Patents
一种高温液相剥离大规模制备类石墨烯氮化硼纳米片的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种高温液相剥离大规模制备类石墨烯氮化硼纳米片的方法,将氮化硼粉末与有机溶剂混合后送入高压釜中,控制反应温度、压力和时间,得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液以及未剥离的氮化硼粉末,该悬浮溶液通过离心分离除去未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液。悬浮溶液与水溶液或低沸点溶剂(这些溶剂与参与剥离的有机溶剂互溶性较小)混合后得到新的氮化硼纳米片悬浮液,干燥后即可得到类石墨烯氮化硼纳米片粉末,参与液相剥离的有机溶剂返回进行下一次使用。本发明中制得的类石墨烯氮化硼纳米片的厚度1‑10nm,单次剥离率高达30%,能够实现大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种液相剥离制备类石墨烯氮化硼纳米片的方法,具体涉及一种采用有机溶剂液相在高温和一定压力下剥离氮化硼粉末制备类石墨烯氮化硼纳米片的方法,该方法制备的类石墨烯氮化硼纳米片的厚度1-10nm,单次剥离率高达30%,适用于大规模生产。
背景技术
六方氮化硼是一种白色粉末状固体,因其晶体结构和石墨极为相似,故有“白色石墨”之称。因B和N之间很强的化学键及其特殊的晶体结构,氮化硼表现出很多优异的物理化学性能。例如,耐高温、高压,耐化学腐蚀,高温绝缘性强,润滑性好,中子吸收能力高等。因此,氮化硼在高温结构材料、热屏蔽材料、润滑材料、高压高频绝缘材料以及防中子辐射包装材料等领域有着广泛的应用。
六方氮化硼纳米片与石墨烯具有相似的层状结构,每一层都是有B原子和N原子交替排列组成的无限延伸的六边形蜂窝结构。相对于石墨烯的低能带间隙(导电性、半导体)、低热稳定性,六方氮化硼纳米片具有的高能带间隙(绝缘体)、高热稳定性特征,使其在电学、热学等性能上形成了互补。
六方氮化硼纳米片能采用机械剥离法得到(D.Pacilé,J.C.Meyer,etc.,Appl.Phys.Lett.,2008,92,133107;R.V.Gorgachev,etc.,Small,2011,7,465;C.Jin,etc.,Phys.Rev.Lett.,2009,102,195505;J.C.Meyer,etc.,Nanolett.,2009,9,2683;N.Alem,etc.,Phys.Rev.B:Condens.Matter Mater.Phys.,2009,80,15524);与剥离石墨烯相比,这一方法并不十分有效,这是因为六方氮化硼层间存在较强离子键的特性,层间范德华力比石墨层间强,所以剥离困难,且剥离得到的氮化硼纳米片尺寸较小。也可采用超声辅助溶剂剥离法得到,多将少量的氮化硼分散于有机溶剂中,形成低浓度的分散液,利用一定强度的超声波作用以破坏氮化硼原子层间本身的范德华力,此时溶剂分子可以不断渗入氮化硼各层,在强烈的超声辅助下发生“膨胀”以实现层层剥离的目的,进而制备层状的氮化硼纳米片(R.J.Smith,etc.,Adv.Mater.,2011,23,3944;G.Lian,etc.,J.Mater.Chem.,2011,21,9201;Y.Wang,etc.,J.Mater.Chem.,2011,21,11371)。超声波的使用使得现有方法仅能得到毫克级到克级氮化硼纳米片,难以实现规模化制备。此外,还有气相沉积法(C.R.Dean,etc.,Nat.Nanotechnol.,2010,5,722;A.Mayorov,etc.,Nano Lett.,2011,11,2396;K.H.Lee,etc.,Nano Lett.,2012,12,714),气相沉积法也难以实现六方氮化硼纳米片的规模化制备。
六方氮化硼纳米片在大规模的生产方法上还存在较大的局限性,主要原因是:六方氮化硼B-N键之间不仅存在共价键的作用,还具有一部分离子键的特征,这导致六方氮化硼层间的作用力比石墨强得多,因此很多通过剥离石墨大规模制备石墨烯的方法不适合氮化硼,从而限制了氮化硼纳米片的规模化制备和应用。
发明内容
针对类石墨烯氮化硼纳米片难以规模化制备的问题,本发明的目的在于提供一种高温液相剥离大规模制备类石墨烯氮化硼纳米片的方法,通过采用有机溶剂液相在高温和一定压力下剥离氮化硼粉末大规模制备类石墨烯氮化硼纳米片。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种高温液相剥离大规模制备类石墨烯氮化硼纳米片的方法,所述方法包括如下步骤:
(1)将氮化硼粉末与有机溶剂加入高压釜中,控制反应温度为25~280℃,剥离得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液以及未剥离的氮化硼粉末;和任选地,
(2)分离未剥离的氮化硼粉末,将得到的氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液与水溶液或沸点温度小于300℃的低沸点溶剂混合,得到氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液以及有机溶剂,将有机溶剂分离出,干燥氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液,得到类石墨烯氮化硼纳米片。
在本发明中,本领域技术人员应该明了,采用有机溶剂与氮化硼粉末混合后进行高温液相剥离,不会产生除了氮化硼纳米片以外的产物。
所述氮化硼粉末,是指工业体系下获得的常规氮化硼粉末。
本发明采用液相剥离法制备六方氮化硼纳米片,具体以氮化硼粉末混合有机溶剂,在一定温度和压力下剥离氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液以及未剥离的氮化硼粉末。待分离出未剥离的氮化硼粉末后,将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液与水溶液或低沸点溶剂混合,利用水溶液或其他低沸点溶剂把氮化硼纳米片由悬浮溶液中转移到水溶液或低沸点溶剂中形成新的悬浮溶液,这种悬浮溶液通过干燥脱除水或低沸点溶剂得到类石墨烯氮化硼纳米片粉末。而参与液相剥离的有机溶剂与水溶液或低沸点溶剂形成两相,互溶度低,因此,分离出的参与液相剥离的有机溶剂返回后进行下一次使用。
在本发明中,所述反应温度为25~280℃,例如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃或270℃,优选150~250℃。温度决定了有机物的聚集性质,并且在很大程度了影响氮化硼粉末被剥离的效率。随着温度的升高,有机物由单体逐渐聚集成二聚体及多聚体,高压釜内有机物的蒸发压增大,反应压力增大,产生的剥离能力增大,氮化硼粉末的被剥离率逐渐增高,实现了本发明的在一定温度以及压力下六方氮化硼纳米片的制备。
优选地,所述反应时间为1~72小时,例如1小时、3小时、5小时、7小时、9小时、13小时、15小时、18小时、22小时、24小时、28小时、32小时、36小时、40小时、44小时、48小时、52小时、56小时、60小时、64小时、68小时或72小时等,优选的反应时间有利于提高氮化硼纳米片的剥离率,在本发明的实际操作中优选的反应时间为12~48小时。
优选地,所述高压釜通入气体,气体压力不高于10MPa。
优选地,控制反应压力为不超过6MPa,优选0.4~1.6MPa。在本发明中,所述反应压力可以是上述反应过程中所带来的压力,也可以是向高压釜内额外通过高压气体,或者是通过上述两种方法的组合实现。
本发明优选通过选择合适的温度、有机溶剂与氮化硼粉末配比和搅拌速度,并在一定的压力下,来控制氮化硼纳米片的生成。
优先地,所述有机溶剂与氮化硼粉末质量比为1~50:1,例如1:1、3:1、5:1、8:1、10:1、12:1、15:1、17:1、20:1、23:1、26:1、29:1、30:1、33:1、36:1、38:1、40:1、42:1、44:1、46:1、48:1或50:1,在本发明的实际操作中优选的质量配比为5~20:1。
优选地,加料在搅拌状态下进行。
优选地,所述有机溶剂选自N-甲基甲酰胺(NMF)、二甲基酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或乙丙醇(IPA)等这一类剥离层状材料的溶剂中的任意一种或者至少两种所形成的混合溶剂。所述有机溶剂例如为NMF和DMF的混合溶剂,NMF、DMF和DMAC的混合溶剂,NMF、DMF、DMAC和NMP的混合溶剂,NMF、DMF、DMAC、NMP和IPA的混合溶剂。所述有机溶剂可以直接取自现行工业体系,也可以自行制备。
优选地,所述水溶液为表面活性剂的水溶液,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的任意一种或者至少两种的组合。所述组合例如阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的组合,非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的组合,阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合,阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合。
优选地,所述水溶液为含有十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇等表面活性剂中的任意一种或者至少两种的组合的水溶 液,优选水和十八烷基苯磺酸钠形成的水溶液。
优选地,所述低沸点溶剂为乙醇、甲醇、乙酸乙酯、石油醚或四氢呋喃中的任意一种或者至少两种形成的混合溶剂,优选四氢呋喃。所述低沸点溶剂例如为乙醇和甲醇的混合溶剂,乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂,乙醇和石油醚的混合溶剂,乙醇、甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂,乙醇、甲醇、乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂,乙醇、甲醇、乙酸乙酯、石油醚和四氢呋喃的混合溶剂。
本发明通过优选水溶液或其他低沸点溶剂在一定温度和时间下转移氮化硼纳米片,通过干燥的方式得到类石墨烯氮化硼纳米片粉末。
优选地,步骤(2)所述混合温度为20~100℃,例如25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃或95℃,优选25℃。
优选地,步骤(2)所述混合时间为1~8小时,例如1.5小时、2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时、4.5小时、5小时、5.5小时、6小时、6.5小时、7小时或7.5小时,优选3小时。
在本发明中,本领域技术人员应该明了,氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液的干燥依据溶液的沸点进行,例如水溶液只需要在水的沸点以上干燥即可。
优选地,步骤(1)具体包括如下步骤:
(1a)在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比为1~50:1;
(1b)升高反应温度至25~280℃,反应压力最大至6MPa,控制反应时间为1~72小时,剥离得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末。
优选地,步骤(1)具体包括如下步骤:
(1a’)在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比为5~20:1;
(1b’)升高反应温度至150~250℃,反应压力为0.4~1.6MPa,控制反应时间为12~24小时,剥离得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末。
优选地,步骤(2)具体包括如下步骤:
(2a)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液;
(2b)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液与水溶液或低沸点溶剂混合,在20~100℃下搅拌混合1~8h,得到氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液以及有机溶剂;
(2c)将氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液干燥得到类石墨烯氮化硼纳米片,有机溶剂返回循环利用。
优选地,步骤(2)具体包括如下步骤:
(2a)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液;
(2b’)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液与水溶液或低沸点溶剂混合,在25℃下搅拌混合3h,得到氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液以及有机溶剂;
(2c)将氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液干燥得到类石墨烯氮化硼纳米片,有机溶剂返回循环利用。
作为优选技术方案,一种高温液相剥离大规模制备类石墨烯氮化硼纳米片的方法,所述方法包括如下步骤:
(1’)在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比为5~20:1,反应温度为150~250℃,反应时间为12~48小时,剥离得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末;
(2a’)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末离心分离,得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液;
(2b”)将该悬浮溶液与十八烷基苯磺酸钠的水溶液或四氢呋喃溶剂在25℃下搅拌混合3h,得到氮化硼纳米片和十八烷基苯磺酸钠的水溶液或四氢呋喃形成的悬浮溶液以及有机溶剂;
(2c’)将得到的氮化硼纳米片和十八烷基苯磺酸钠的水溶液或四氢呋喃形成的悬浮溶液以及有机溶剂两相分离后,干燥悬浮溶液,得到类石墨烯氮化硼纳米片,有机溶剂返回循环利用。
与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明摆脱了通用剥离过程中必须采用的超声环节,避免了大规模类石墨烯氮化硼纳米片制备的关键限制性环节,采用有机溶剂液相在高温和一定压力下剥离氮化硼粉末制备类石墨烯氮化硼纳米片,制备的类石墨烯氮化硼纳米片的厚度1-10nm,单次剥离率高达30%及以上,解决了现有技术不能大规模制备备类石墨烯氮化硼纳米片的问题;
(2)本发明不仅能得到氮化硼纳米片的悬浮溶液,还能得到氮化硼纳米片粉末,为氮化硼纳米片实现多种用途奠定基础;
(3)本发明用于剥离的有机溶剂能够实现循环使用,提高了氮化硼纳米片的总收率,降低了成本,减少了有机物的排放,过程清洁高效。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
(1)准备氮化硼粉末和有机溶剂DMF,在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比在5:1;
(2)升高反应温度至150℃,反应压力0.4MPa,控制反应时间为12小时,剥离得到氮化硼纳米片和DMF的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末;
(3)将氮化硼纳米片和DMF的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和DMF的悬浮溶液;
(4)将悬浮溶液与含有十八烷基苯磺酸钠的水溶液混合,在20℃下搅拌反应1h,反应后得到有机溶剂DMF和氮化硼纳米片和十八烷基苯磺酸钠的水溶液形成的悬浮溶液两相;
(5)干燥步骤(4)得到的悬浮溶液,得到氮化硼纳米片,有机溶剂DMF返回进行下一次氮化硼粉末的剥离;剥离后的氮化硼纳米片厚度为1-5nm,单次剥离率为30%。
实施例2
(3)准备氮化硼粉末和有机溶剂NMF,在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比在1:1;
(4)升高反应温度至25℃,控制反应时间为1小时,剥离得到氮化硼纳米片和NMF的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末;
(3)将氮化硼纳米片和NMF的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和NMF的悬浮溶液;
(4)将悬浮溶液与含有十二烷基苯磺酸钠的水溶液混合,在100℃下搅拌反应8h,反应后得到有机溶剂NMF和氮化硼纳米片和十二烷基苯磺酸钠的水溶液性成的悬浮溶液两相;
(5)将步骤(4)得到的悬浮溶液干燥,得到氮化硼纳米片,有机溶剂NMF返回进行下一次氮化硼粉末的剥离;剥离后的氮化硼纳米片厚度为1-10nm,单次剥离率为35%。
实施例3
(1)准备氮化硼粉末和有机溶剂IPA,在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比在50:1;
(2)升高反应温度至250℃,反应压力1.5MPa,控制反应时间为48小时,剥离得到氮化硼纳米片和IPA的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末;
(3)将氮化硼纳米片和IPA的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和IPA的悬浮溶液;
(4)将上述悬浮溶液与四氢呋喃混合,在50℃下搅拌反应8h,反应后得到有机溶剂IPA和氮化硼纳米片和四氢呋喃形成的悬浮溶液两相;
(5)将步骤(4)得到的悬浮溶液干燥,得到氮化硼纳米片,有机溶剂IPA返回进行下一次氮化硼粉末的剥离;剥离后的氮化硼纳米片厚度为1-5nm,单次剥离率为45%。
实施例4
(1)准备氮化硼粉末和有机溶剂DMAc,在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比在20:1;
(2)升高反应温度至200℃,反应压力0.6MPa,控制反应时间为72小时,剥离得到氮化硼纳米片和DMAc的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末;
(3)将氮化硼纳米片和DMAc的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和DMAc的悬浮溶液;
(4)将上述悬浮溶液与含有聚乙二醇的水溶液混合,在100℃下搅拌反应3h,反应后得到有机溶剂DMAc和氮化硼纳米片和聚乙二醇的水溶液形成的悬浮溶液两相;
(5)将步骤(4)得到的悬浮溶液干燥,得到氮化硼纳米片,有机溶剂DMAc返回进行下一次氮化硼粉末的剥离;剥离后的氮化硼纳米片厚度为1-5nm,单次剥离率为30%。
实施例5
(1)准备氮化硼粉末和有机溶剂NMP,在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比在5:1;
(2)升高反应温度至180℃,反应压力0.5MPa,控制反应时间为36小时,剥离得到氮化硼纳米片和NMP的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末;
(3)将氮化硼纳米片和NMP的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和NMP的悬浮溶液;
(4)将悬浮溶液与含有聚乙烯吡咯烷酮的水溶液混合,在60℃下搅拌反应3h,反应后得到有机溶剂NMP和氮化硼纳米片和聚乙烯吡咯烷酮的水溶液形成的悬浮溶液两相;
(5)将步骤(4)得到的悬浮溶液干燥,得到氮化硼纳米片,有机溶剂NMP返回进行下一次氮化硼粉末的剥离;剥离后的氮化硼纳米片厚度为1-5nm,单次剥离率为32%。
实施例6
(5)准备氮化硼粉末和有机溶剂NMF,在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比在10:1;
(6)升高反应温度至180℃,反应压力0.5MPa,控制反应时间为24小时,剥离得到氮化硼纳米片和NMF的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末;
(3)将氮化硼纳米片和NMF的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和NMF的悬浮溶液;
(4)将悬浮溶液与乙酸乙酯溶剂混合,在50℃下搅拌反应3h,反应后得到有机溶剂NMF和氮化硼纳米片和乙酸乙酯形成的悬浮溶液两相;
(5)将步骤(4)得到的悬浮溶液干燥,得到氮化硼纳米片,有机溶剂NMF返回进行下一次氮化硼粉末的剥离;剥离后的氮化硼纳米片厚度为1-5nm,单次剥离率为40%。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (16)
1.一种液相剥离制备类石墨烯氮化硼纳米片的方法,所述方法包括如下步骤:
(1)将氮化硼粉末与有机溶剂加入高压釜中,控制反应压力为0.4~1.6MPa,控制反应温度为150~200℃,反应时间为12~48小时,剥离得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液以及未剥离的氮化硼粉末;
(2)分离未剥离的氮化硼粉末,将得到的氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液与水溶液或沸点温度小于300℃的低沸点溶剂混合,得到氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液以及有机溶剂,将有机溶剂分离出,干燥氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液,得到类石墨烯氮化硼纳米片;
所述有机溶剂与氮化硼粉末质量比为5~20:1;
所述有机溶剂选自N-甲基甲酰胺、二甲基酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或者至少两种所形成的混合溶剂;
所述水溶液为表面活性剂的水溶液,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂中的任意一种或者至少两种的组合;
所述低沸点溶剂为乙醇、甲醇、乙酸乙酯、石油醚或四氢呋喃中的任意一种或者至少两种形成的混合溶剂。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高压釜通入气体,气体压力不高于10MPa。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,加料在搅拌状态下进行。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述水溶液为含有十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇中的任意一种或者至少两种的组合的水溶液。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述水溶液为水和十八烷基苯磺酸钠形成的水溶液。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述低沸点溶剂为四氢呋喃。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述混合温度为20~100℃。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述混合温度为25℃。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述混合时间为1~8小时。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述混合时间为3小时。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)分离出的有机溶剂返回步骤(1)循环利用。
12.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)具体包括如下步骤:
(1a)在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比为1~50:1;
(1b)升高反应温度至25~280℃,反应压力最大至6MPa,控制反应时间为1~72小时,剥离得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末。
13.如权利要求1或12所述的方法,其特征在于,步骤(1)具体包括如下步骤:
(1a’)在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比为5~20:1;
(1b’)升高反应温度至150~250℃,反应压力为0.4~1.6MPa,控制反应时间为12~24小时,剥离得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末。
14.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)具体包括如下步骤:
(2a)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液;
(2b)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液与水溶液或低沸点溶剂混合,在20~100℃下搅拌混合1~8h,得到氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液以及有机溶剂;
(2c)将氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液干燥得到类石墨烯氮化硼纳米片,有机溶剂返回循环利用。
15.如权利要求1或14所述的方法,其特征在于,步骤(2)具体包括如下步骤:
(2a)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末移出高压釜,采用高速离心分离未剥离的氮化硼粉末,得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液;
(2b’)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液与水溶液或低沸点溶剂混合,在25℃下搅拌混合3h,得到氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液以及有机溶剂;
(2c)将氮化硼纳米片和水溶液或低沸点溶剂形成的悬浮溶液干燥得到类石墨烯氮化硼纳米片,有机溶剂返回循环利用。
16.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1’)在搅拌状态下,向高压釜中加入有机溶剂和氮化硼粉末,控制有机溶剂与氮化硼粉末质量比为5~20:1,反应温度为150~250℃,反应时间为12~48小时,剥离得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末;
(2a’)将氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液和未剥离的氮化硼粉末离心分离,得到氮化硼纳米片和有机溶剂形成的悬浮溶液;
(2b’’)将该悬浮溶液与十八烷基苯磺酸钠的水溶液或四氢呋喃溶剂在25℃下搅拌混合3h,得到氮化硼纳米片和十八烷基苯磺酸钠的水溶液或四氢呋喃形成的悬浮溶液以及有机溶剂;
(2c’)将得到的氮化硼纳米片和十八烷基苯磺酸钠的水溶液或四氢呋喃形成的悬浮溶液以及有机溶剂两相分离后,干燥悬浮溶液,得到类石墨烯氮化硼纳米片,有机溶剂返回循环利用。
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