CN107364840A - 二维b3n4纳米材料的剥离方法、分散剂、分散方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种二维B3N4纳米材料的剥离方法、分散剂、分散方法及其应用。所述氮化硼分散剂包括能够通过物理作用与氮化硼结合而使氮化硼稳定分散于分散介质内的聚苯胺类导电高分子。本发明利用成本低廉的聚苯胺类导电高分子作为氮化硼分散剂,并将该分散剂与氮化硼在分散介质中简单混合,通过两者之间的物理相互作用,即可大幅提升氮化硼,特别是氮化硼二维纳米材料在分散介质中的分散度及分散稳定性;而且籍由所述聚苯胺类导电高分子,还可以通过简单的液相剥离方法获得氮化硼纳米片,其无损于氮化硼的物理结构和化学性能;另外本发明中应用于氮化硼分散或氮化硼纳米片剥离的分散介质可以循环使用,能够降低成本、减少有机物排放,利于规模化实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种氮化硼纳米片的剥离、分散方法,特别涉及一类氮化硼分散剂、通过物理方法制备氮化硼分散体以及可再分散氮化硼粉体的方法。
背景技术
氮化硼纳米片层是类氮化硼二维纳米材料的一种,具有优异的物理和化学性能,良好的导热性、介电性、化学稳定性和耐磨性等。然而,氮化硼纳米片由于层间的离子相互作用容易团聚在一起,致使在有机溶剂或水中的溶解度有限,这就很大程度上限制了其应用。现有的氮化硼二维纳米片制备方法主要包括“自下而上”的合成法和“自上而下”的剥离法两大类。其中,合成方法主要为化学气相沉积(CVD)法,此方法制备成本高、不易控制规模化生产。“自上而下”的剥离法主要是利用各种方式对抗氮化硼纳米片之间强烈的离子键的相互作用力从而实现二维片层纳米片的剥离。目前常用的剥离法主要包括机械剥离法如胶带剥离法、球磨法、流体剥离法;化学剥离法主要包括液相剥离法、化学功能法、离子插入剥离法等。
近年来,有研究人员通过多巴胺化学修饰方法实现了氮化硼的表面修饰,增加了氮化硼在水溶液中的分散性。也有研究人员利用缩氨酸与氮化硼之间的强的π-π相互作用实现了氮化硼在水溶液中的分散。还有研究人员在高温和高压条件下,利用H2O2使部分B-N键断裂,H和-OH自由基分别连接N和B位点,实现了氮化硼的分散。亦有研究人员利用柠檬酸处理六方氮化硼而制得了高水溶性纳米六方氮化硼的方法。另外还有研究人员利用表面活性剂胆酸钠成功将片层状化合物(MoS2、BN和WS2等)分散在水溶液中。但前述的现有氮化硼纳米片的制备方法普遍存在操作难度大,条件苛刻,成本高,污染大,难以规模化实施的缺陷,而且所获氮化硼纳米片产品质量不稳定,亦很难获得片层数单一的少层或单层氮化硼纳米片。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种氮化硼分散剂、氮化硼分散体、其制备方法及应用,以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的,本发明采用的技术方案包括:
本发明实施例提供了一类氮化硼分散剂,其包括聚苯胺类导电高分子,且所述聚苯胺类导电高分子能够通过物理作用与氮化硼结合而使氮化硼稳定分散于分散介质内。
进一步的,所述聚苯胺类导电高分子包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合。
本发明实施例还提供了一类氮化硼与聚苯胺类导电高分子的复合物,所述聚苯胺类导电高分子包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合。
本发明实施例还提供了一类聚苯胺类导电高分子作为氮化硼分散剂的用途,所述聚苯胺类导电高分子包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合。
本发明实施例还提供了一种液相剥离制备二维氮化硼纳米材料的方法,其包括:将聚苯胺类导电高分子与氮化硼粉体在水和/或有机溶剂等分散介质中充分混合,形成二维氮化硼纳米材料的稳定分散液。
本发明实施例还提供了一类氮化硼分散体,其包含:分散介质;以及,分散于所述分散介质中的、如前所述的任一种复合物。
本发明实施例还提供了一种氮化硼分散体的制备方法,其包括:将氮化硼及所述聚苯胺类导电高分子于分散介质中均匀混合形成稳定分散体。
本发明实施例还提供了一种可再分散氮化硼粉体,它是通过去除如前所述的任一种氮化硼分散体中的分散介质而获得的粉体,且所述粉体能够被再次直接分散于所述分散介质中。
本发明实施例提供了一种基于物理方法实现氮化硼分散和再分散方法,其包括:
将氮化硼及如前所述的任一种聚苯胺类导电高分子于分散介质中均匀混合形成稳定分散体,
去除所述分散体中的分散介质而获得氮化硼与聚苯胺类导电高分子的复合物,
以及,将所述复合物再次分散于分散介质中,再次形成稳定分散体。
进一步的,所述氮化硼为二维氮化硼纳米材料。
进一步的,所述分散介质包括水、有机溶剂和高分子树脂中的任意一种或两种以上的组合。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:利用易于合成、成本低廉的聚苯胺类导电高分子作为氮化硼分散剂,并将该分散剂与氮化硼在分散介质(例如水、有机溶剂、高分子树脂等)中简单混合,通过两者之间的物理相互作用,即可大幅提升氮化硼,特别是氮化硼二维纳米材料在有机溶剂中的分散度及分散稳定性;而且,籍由所述聚苯胺类导电高分子,还可以通过简单的液相剥离方法获得氮化硼纳米片,其无损于氮化硼的物理结构和化学性能;另外,本发明中应用于氮化硼分散或氮化硼纳米片剥离的分散介质(例如水和/或有机溶剂)可以循环使用,能够降低成本、减少有机物排放、过程清洁高效且操作简便,利于规模化实施。
附图说明
图1a-图1b是本发明实施例1中氮化硼在无分散剂及有分散剂作用下的分散和再分散的照片;
图2是本发明实施例1中剥离后的氮化硼二维纳米片的TEM图。
具体实施方式
如前所述,六方氮化硼二维纳米片由于片层间存在强烈的离子相互作用,在普通溶剂中容易发生团聚致使其分散效果不佳(参阅图1a),本案发明人经长期研究和大量实践,特提出本发明的技术方案,并获得了出乎意料的良好技术效果。如下将对本发明的技术方案及其效果等进行详细的阐述。
本发明实施例的一个方面提供了一种氮化硼分散剂,其包括聚苯胺类导电高分子,且所述聚苯胺类导电高分子能够通过物理作用与氮化硼结合而使氮化硼稳定分散于分散介质内,分散介质主要包括水,有机溶剂和高分子树脂。
进一步的,所述氮化硼分散剂选自具有芳香结构的聚苯胺类导电高分子。
进一步的,在无需加入任何添加剂和反应剂的情况下,仅通过简单的物理混合(例如机械搅拌、超声、振荡等物理方式,当然在一些实施方案中也可配合其它合适的非物理方法),并利用所述分散剂与氮化硼之间的物理弱相互作用,就能使氮化硼在分散介质(例如水、有机溶剂等)中实现稳定分散。
进一步的,所述聚苯胺类导电高分子包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合。
优选的,所述聚苯胺类导电高分子包括具有下列任一化学式所示结构单元的聚苯胺类导电高分子:
其中,n=3~500。
进一步的,若非特别说明,则在本说明书中述及的聚苯胺类导电高分子均可选自前述的各类聚苯胺类导电高分子。
进一步的,所述聚苯胺类导电高分子能够通过物理作用与氮化硼结合,从而使氮化硼在分散介质(特别是水、有机溶剂等)中的最大分散度达到10mg/mL。需要说明的是,此处所述的“最大分散度”对应于采用最低有效量的氮化硼分散剂的情况。
适用于本发明的聚苯胺类导电高分子可以从商购途径获取,也可以参考文献(例如,Journal of Polymer Science,2000,38:194-195,203;材料导报,2001,15(3):42;Journal of Solid StateChemistry,2006,179(1):308-314;Chem.Commun.,1977,16:578-580.等)自制。
进一步的,所述氮化硼为二维氮化硼纳米材料,优选为厚度为3~500nm的氮化硼纳米片。
进一步的,所述分散介质包括水、有机溶剂、高分子树脂中的任意一种或两者以上的组合。例如,所述有机溶剂可选自低沸点溶剂和/或高沸点极性有机溶剂,例如可优选自乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、氯仿和N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的组合,典型的高分子树脂包括聚乙二醇和聚丙二醇等。
进一步的,若非特别说明,则在本说明书中述及的分散介质均可选自前述的水、各类有机溶剂等。
本发明实施例的一个方面还提供了氮化硼与聚苯胺类导电高分子的复合物。
较为优选的,所述聚苯胺类导电高分子与氮化硼的重量比为0.1~10:1,尤其优选为0.2~2:1。
进一步的,所述氮化硼为二维氮化硼纳米材料,优选为厚度为1~20nm的氮化硼纳米片。
本发明实施例的一个方面还提供了一类聚苯胺类导电高分子作为氮化硼分散剂的用途。
进一步的,所述氮化硼为二维氮化硼纳米材料,优选为厚度为1~20nm的氮化硼纳米片。
本发明实施例的一个方面还提供了一种液相剥离制备二维氮化硼纳米材料的方法,其包括:将聚苯胺类导电高分子与氮化硼粉体在分散介质(如,水和/或有机溶剂)中充分混合(例如通过机械搅拌、超声等物理方式混合),形成二维氮化硼纳米材料的稳定分散液。
较为优选的,所述方法包括:将聚苯胺类导电高分子与氮化硼粉体在水和/或有机溶剂中充分混合形成二维氮化硼纳米材料的稳定分散液,之后对所述稳定分散液进行离心处理,收集获得二维氮化硼纳米材料与聚苯胺类导电高分子的复合物。
较为优选的,所述方法包括:选用超声、搅拌、振荡等物理方式中的至少一种使聚苯胺类导电高分子与氮化硼粉体在水和/或有机溶剂中充分混合。
进一步的,所述二维氮化硼纳米材料为厚度为1~20nm的氮化硼纳米片。
本发明的液相剥离氮化硼的方法借助聚苯胺类导电高分子和氮化硼之间的物理相互作用,可以实现氮化硼在水和/或有机溶剂等分散介质中的剥离和良好分散,整个剥离过程操作简单,不要需要苛刻的反应条件(如高温、高压、强酸和强碱等反应条件),利于规模化生产和开展其下游产品的应用。
本发明实施例的一个方面还提供了一类氮化硼分散体,其包含:分散介质;以及,分散于所述分散介质中的、如前所述的任一种复合物。
进一步的,所述氮化硼分散体为流体状分散体,优选为液态分散体或浆料。
优选的,所述氮化硼分散体包含的氮化硼可高达10mg/mL,优选为0.1mg/mL~5mg/mL。
本发明实施例的一个方面还提供了一类氮化硼分散体的制备方法,其包括:将氮化硼及聚苯胺类导电高分子于分散介质中均匀混合形成稳定分散体。
进一步的,所述聚苯胺类导电高分子与氮化硼的重量比优选为0.1~10:1,尤其优选为0.2~2:1。
进一步的,所述氮化硼优选为二维氮化硼纳米材料,尤其优选为厚度为1~20nm的氮化硼纳米片。
进一步的,所述分散介质包括水、有机溶剂、高分子树脂中的任意一种或两种以上的组合,优选自有机溶剂,例如前文所列举的多种有机溶剂。
优选的,所述稳定分散体包含的氮化硼可高达10mg/mL,优选为0.1mg/mL~5mg/mL。
本发明实施例的一个方面还提供了一种可再分散氮化硼粉体,它是通过去除如前所述的任一种氮化硼分散体中的分散介质而获得的粉体,且所述粉体能够被再次直接分散于所述分散介质中。
本发明实施例的一个方面还提供了一种基于物理方法实现的氮化硼分散和再分散方法,其包括:
将氮化硼及聚苯胺类导电高分子于分散介质中均匀混合形成稳定分散体,
去除所述分散体中的分散介质而获得氮化硼与聚苯胺类导电高分子的复合物,
以及,将所述复合物再次分散于分散介质中,再次形成稳定分散体。
进一步的,所述氮化硼优选为二维氮化硼纳米材料,尤其优选为厚度为1~20nm的氮化硼纳米片。
进一步的,所述复合物中聚苯胺类导电高分子与氮化硼的重量比为0.1~10:1,优选为0.2~2:1。
在一些实施方案中,所述方法还可包括:将氮化硼及聚苯胺类导电高分子于水和/或有机溶剂中均匀混合形成稳定分散液,之后对所述稳定分散液进行干燥处理(即移除水、有机溶剂等)而形成呈粉体状的所述复合物。
其中,所述干燥处理的方式至少可选自喷雾干燥、旋转蒸发和真空干燥中的任意一种,但不限于此。
本发明的氮化硼分散和再分散方法操作简便,成本低廉,利于规模化制备,所获的可再分散的氮化硼复合粉末在功能性涂料、导热和复合材料增强等领域具有广阔的应用前景。
下面将结合若干实施例及附图对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而并非全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1本征态聚苯胺的合成及其用于氮化硼二维纳米片在有机溶剂中的剥离
200mL的圆底烧瓶中加入100mL 1M盐酸,苯胺(7g),搅拌溶解并冷却至零度。然后将17g过硫酸铵溶于50mL 1M盐酸溶液中并缓慢滴加入圆底烧瓶中,滴加完毕后,反应12小时,将反应液过滤,用蒸馏水洗涤2次得到墨绿色掺杂态聚苯胺。将得到的墨绿色聚苯胺用10%氨水浸泡12小时,过滤,并用蒸馏水洗涤至滤液呈中性,65℃下真空干燥24小时,得到本征态聚苯胺(5.2g)备用。该本征态聚苯胺在强极性溶剂中如DMF、NMP等中具有良好的溶解性。
将本实施例制备的本征态聚苯胺、氮化硼粉末和DMF按一定比例混合,超声分散10分钟,检验氮化硼在聚苯胺的作用下的分散效果,氮化硼纳米片在聚苯胺的作用下发生剥离(剥离后的形貌可参阅图2),当氮化硼纳米片浓度在5mg/mL以下能够形成稳定分散液,其静置30天无明显沉淀发生,而当氮化硼纳米片浓度达到10mg/mL时会发生一定程度的沉淀(参阅图1a及表1)。
表1氮化硼二维纳米片DMF中的分散能力(聚苯胺和氮化硼质量比1:1)
5mg/10mL | 10mg/10mL | 30mg/10mL | 50mg/10mL | 100mg/10mL |
良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 有沉淀物 |
实施例2烷基取代聚苯胺的合成及其用于氮化硼二维纳米片在有机溶剂中的剥离
200mL的圆底烧瓶中加入100mL 1M盐酸,邻异丙基苯胺(6.0g),搅拌溶解并冷却至零度。然后将11.44g过硫酸铵溶于50mL 1M盐酸溶液中并缓慢滴加入圆底烧瓶中,滴加完毕后,反应12小时,将反应液过滤,用蒸馏水洗涤2次得到墨绿色掺杂态异丙基聚苯胺。将得到的墨绿色聚苯胺用10%氨水浸泡12小时,过滤,并用蒸馏水洗涤至滤液呈中性,65℃下真空干燥24小时,得到本征态异丙基取代聚苯胺(4.6g)备用。该本征态异丙基聚苯胺在极性溶剂如THF、CHCl3、DMF、NMP等中具有良好的溶解性。
将本实施例制备的本征态异丙基聚苯胺、氮化硼粉末和THF按一定比例混合,超声分散10分钟,检验氮化硼在异丙基取代聚苯胺的作用下的分散效果,氮化硼纳米片在异丙基取代聚苯胺的作用下剥离,当氮化硼纳米片浓度在5mg/mL以下形成稳定分散液,当氮化硼纳米片浓度达到10mg/mL时会因纳米片的浓度过高而发生一定程度的沉淀(参阅表2)。
表2氮化硼二维纳米片DMF中的分散能力(聚苯胺和氮化硼质量比1:1)
5mg/10mL | 10mg/10mL | 30mg/10mL | 50mg/10mL | 100mg/10mL |
良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 有沉淀物 |
实施例3磺酸基取代聚苯胺的合成及其用于氮化硼二维纳米片的剥离
200mL的圆底烧瓶中加入250mL 1M盐酸,邻苯胺磺酸(4.3g),苯胺(2.3g),搅拌溶解并冷却至零度。然后将11.39g过硫酸铵溶于150mL 1M盐酸溶液中并缓慢滴加入圆底烧瓶中,滴加完毕后,反应12小时,将反应液离心,沉淀物用蒸馏水洗涤2次并离心,干燥得到墨绿色磺酸化苯胺共聚物备用。该磺酸化苯胺共聚物在H2O、EtOH、THF、DMF、NMP等溶剂中具有良好的溶解性。
将本实施例制备的磺酸化苯胺共聚物、氮化硼粉末和水(或乙醇)按一定比例混合,超声分散10分钟,检验氮化硼纳米片的分散效果,氮化硼纳米片在磺酸化聚苯胺的作用下剥离,当氮化硼纳米片浓度在5mg/mL以下能够形成稳定分散液,当氮化硼纳米片浓度达到10mg/mL时会因纳米片的浓度过高而发生沉淀(参阅表3-表4)。
表3氮化硼二维纳米片水中的分散能力(磺酸化聚苯胺和氮化硼质量比1:1)
5mg/10mL | 10mg/10mL | 30mg/10mL | 50mg/10mL | 100mg/10mL |
良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 有沉淀物 |
表4氮化硼二维纳米片乙醇中的分散能力(磺酸化聚苯胺和氮化硼质量比1:2)
5mg/10mL | 10mg/10mL | 30mg/10mL | 50mg/10mL | 100mg/10mL |
良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 良好,无明显沉淀 | 有沉淀物 |
将实施例1-实施例3所获的稳定氮化硼纳米片分散液通过真空干燥方式处理形成氮化硼粉体,当将这些粉体再次分散于前述有机溶剂中之后,通过剧烈搅拌或超声,即可形成稳定分散的分散体系,该分散体系在室温下静置30天以上而无明显沉降现象发生。
需要说明的是,如上实施例所采用的氮化硼分散剂、分散介质、各类原料及工艺条件均是较为典型的范例,但经过本案发明人大量试验验证,于上文所列出的其它氮化硼分散剂、分散介质、原料及工艺条件等也均是适用的,并也均可达成本发明所声称的技术效果。
又及,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
应当理解,以上所述仅是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种氮化硼分散剂,其特征在于包括聚苯胺类导电高分子,且所述聚苯胺类导电高分子能够通过物理作用与氮化硼结合而使氮化硼稳定分散于分散介质内。
2.根据权利要求1所述的氮化硼分散剂,其特征在于:所述聚苯胺类导电高分子包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合;优选的,所述聚苯胺类导电高分子包括具有下列任一化学式所示结构单元的聚苯胺类导电高分子:
其中,n=3~500;和/或,所述氮化硼为二维氮化硼纳米材料,优选为厚度为1~20nm的氮化硼纳米片;和/或,所述分散介质包括水、有机溶剂和高分子树脂中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述有机溶剂选自低沸点溶剂和/或高沸点极性有机溶剂,进一步优选自乙醇、四氢呋喃、氯仿、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的组合。
3.氮化硼与聚苯胺类导电高分子的复合物,所述聚苯胺类导电高分子包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述聚苯胺类导电高分子包括具有下列任一化学式所示结构单元的聚苯胺类导电高分子:
其中,n=3~500。
4.根据权利要求3所述的复合物,其特征在于:所述聚苯胺类导电高分子与氮化硼的重量比为0.1~10:1,优选为0.2~2:1;和/或,所述氮化硼为二维氮化硼纳米材料,优选为厚度为1~20nm的氮化硼纳米片。
5.聚苯胺类导电高分子作为氮化硼分散剂的用途,所述聚苯胺类导电高分子包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述聚苯胺类导电高分子包括具有下列任一化学式所示结构单元的聚苯胺类导电高分子:
其中,n=3~500。
6.根据权利要求5所述的用途,其特征在于:所述氮化硼为二维氮化硼纳米材料,优选为厚度为3~500nm的氮化硼纳米片。
7.一种液相剥离制备二维氮化硼纳米材料的方法,其特征在于包括:将聚苯胺类导电高分子与氮化硼粉体在水和/或有机溶剂中充分混合,形成二维氮化硼纳米材料的稳定分散液。
8.根据权利要求7所述的液相剥离制备二维氮化硼纳米材料的方法,其特征在于包括:将聚苯胺类导电高分子与氮化硼粉体在水和/或有机溶剂中充分混合形成二维氮化硼纳米材料的稳定分散液,之后对所述稳定分散液进行离心处理,收集获得二维氮化硼纳米材料与聚苯胺类导电高分子的复合物。
9.根据权利要求7或8所述的液相剥离制备二维氮化硼纳米材料的方法,其特征在于包括:选用超声、搅拌、振荡方式中的至少一种使聚苯胺类导电高分子与氮化硼粉体在水和/或有机溶剂中充分混合;和/或,所述氮化硼分散剂包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述聚苯胺类导电高分子包括具有下列任一化学式所示结构单元的聚苯胺类导电高分子:
其中,n=3~500;和/或,所述有机溶剂选自低沸点溶剂和/或高沸点极性有机溶剂,进一步优选自乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、氯仿和N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的组合;和/或,所述二维氮化硼纳米材料为厚度为1-20nm的氮化硼纳米片。
10.一种氮化硼分散体,其特征在于包含:分散介质;以及,分散于所述分散介质中的、如权利要求3-4中任一项所述的复合物。
11.根据权利要求10所述的氮化硼分散体,其特征在于:所述氮化硼分散体为流体状分散体,优选为液态分散体或浆料;和/或,所述分散介质包括水、有机溶剂和高分子树脂中的任意一种或两种以上的组合;和/或,所述氮化硼分散体包含10mg/mL以下的氮化硼,优选包含0.1mg/mL~5mg/mL的氮化硼。
12.一种氮化硼分散体的制备方法,其特征在于包括:将氮化硼及聚苯胺类导电高分子于分散介质中均匀混合形成稳定分散体;
优选的,所述聚苯胺类导电高分子包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述聚苯胺类导电高分子包括具有下列任一化学式所示结构单元的聚苯胺类导电高分子:
其中,n=3~500;
和/或,所述聚苯胺类导电高分子与氮化硼的重量比优选为0.1~10:1,尤其优选为0.2~2:1;
和/或,所述氮化硼优选为二维氮化硼纳米材料,尤其优选为厚度为1~20nm的氮化硼纳米片;
和/或,所述分散介质包括水和/或有机溶剂或高分子树脂;
和/或,优选的,所述稳定分散体包含10mg/mL以下的氮化硼,优选包含0.1mg/mL~5mg/mL的氮化硼。
13.一种可再分散氮化硼粉体,其特征在于它是通过去除权利要求10-11中任一项所述的氮化硼分散体中的分散介质而获得的粉体,且所述粉体能够被再次直接分散于所述分散介质中。
14.一种基于物理方法实现的氮化硼分散和再分散方法,其特征在于包括:
将氮化硼及聚苯胺类导电高分子于分散介质中均匀混合形成稳定分散体,
去除所述分散体中的分散介质而获得氮化硼与聚苯胺类导电高分子的复合物,
以及,将所述复合物再次分散于分散介质中,再次形成稳定分散体;
优选的,所述聚苯胺类导电高分子包括本征态聚苯胺、掺杂态聚苯胺、取代聚苯胺、油溶性聚苯胺和水溶性聚苯胺中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述聚苯胺类导电高分子包括具有下列任一化学式所示结构单元的聚苯胺类导电高分子:
其中,n=3~500;
和/或,优选的,所述分散介质包括水、有机溶剂和高分子树脂中的任意一种或两种以上的组合,优选的,所述有机溶剂选自低沸点溶剂和/或高沸点极性有机溶剂,更进一步的优选自乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、氯仿和N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种以上的组合;
和/或,所述氮化硼优选为二维氮化硼纳米材料,尤其优选为厚度为1~20nm的氮化硼纳米片;
和/或,所述复合物中聚苯胺类导电高分子与氮化硼的重量比为0.1~10:1,优选为0.2~2:1。
15.根据权利要求14所述的基于物理方法的实现氮化硼分散和再分散方法,其特征在于包括:将氮化硼及聚苯胺类导电高分子于水/或有机溶剂中均匀混合形成稳定分散液,之后对所述稳定分散液进行干燥处理而形成呈粉体状的所述复合物;所述干燥处理的方式选自喷雾干燥、旋转蒸发和真空干燥中的至少一种。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1954028A (zh) * | 2004-04-13 | 2007-04-25 | 塞威公司 | 模块式聚(亚苯基亚乙炔基)的合成方法以及微调它们的电子性能以实现纳米材料的官能化 |
US20100009165A1 (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Zyvex Performance Materials, Llc | Multifunctional Nanomaterial-Containing Composites and Methods for the Production Thereof |
CN102993435A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-27 | 北京航空航天大学 | 一种苯胺齐聚物和聚乙二醇星型共聚物及其制备方法 |
CN103086362A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-08 | 武汉工程大学 | 电活性苯胺齐聚物修饰石墨烯的制备方法 |
KR20150028745A (ko) * | 2013-09-06 | 2015-03-16 | 한국과학기술원 | 육방정 질화붕소 나노시트/세라믹 나노 복합 분말 및 그의 제조 방법, 및 육방정 질화붕소/세라믹 나노 복합 소재 및 그의 제조 방법 |
CN104520383A (zh) * | 2012-07-31 | 2015-04-15 | 国际商业机器公司 | 用于光刻法的水分散性导电性含氟聚苯胺组合物 |
CN104538086A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-22 | 北京航空航天大学 | 水性导电高分子-石墨烯分散液及其制备方法 |
CN204461194U (zh) * | 2014-12-24 | 2015-07-08 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种复合导热片 |
-
2016
- 2016-05-11 CN CN201610315780.8A patent/CN107364840B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1954028A (zh) * | 2004-04-13 | 2007-04-25 | 塞威公司 | 模块式聚(亚苯基亚乙炔基)的合成方法以及微调它们的电子性能以实现纳米材料的官能化 |
US20100009165A1 (en) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Zyvex Performance Materials, Llc | Multifunctional Nanomaterial-Containing Composites and Methods for the Production Thereof |
CN104520383A (zh) * | 2012-07-31 | 2015-04-15 | 国际商业机器公司 | 用于光刻法的水分散性导电性含氟聚苯胺组合物 |
CN102993435A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-27 | 北京航空航天大学 | 一种苯胺齐聚物和聚乙二醇星型共聚物及其制备方法 |
CN103086362A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-08 | 武汉工程大学 | 电活性苯胺齐聚物修饰石墨烯的制备方法 |
KR20150028745A (ko) * | 2013-09-06 | 2015-03-16 | 한국과학기술원 | 육방정 질화붕소 나노시트/세라믹 나노 복합 분말 및 그의 제조 방법, 및 육방정 질화붕소/세라믹 나노 복합 소재 및 그의 제조 방법 |
CN104538086A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-22 | 北京航空航天大学 | 水性导电高分子-石墨烯分散液及其制备方法 |
CN204461194U (zh) * | 2014-12-24 | 2015-07-08 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种复合导热片 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CAKMAKCI, EMRAH ET AL: "Preparation and Characterization of Polyaniline/Hexagonal Boron Nitride Composites", 《HIGH TEMPERATURE MATERIALS AND PROCESSES》 * |
帅词俊 等著: "《3D打印人工骨原理与技术》", 31 March 2016, 中南大学出版社 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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