CN116284973A - 一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶及其制备方法 - Google Patents

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CN116284973A CN202310487782.5A CN202310487782A CN116284973A CN 116284973 A CN116284973 A CN 116284973A CN 202310487782 A CN202310487782 A CN 202310487782A CN 116284973 A CN116284973 A CN 116284973A
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Abstract

本发明提供的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶及其制备方法，包括以下步骤：将短切芳纶纤维与氮化硼纳米带粉体分散在有机溶剂中进行反应，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶；将芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶进行液氮定向冷冻和冷冻干燥处理，得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶；本发明将氮化硼气凝胶(无机气凝胶)与芳纶纳米纤维气凝胶(有机气凝胶)特性有效整合于一体，由于氢键作用，高纵横比柔性的氮化硼纳米带被芳纶纤维牢牢锁住，经过抽滤和液氮定向冷冻操作后，氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶内部组装成片层结构,得到一种具有隔热保温、弹性、柔性、阻燃、热稳定性于一体的多功能一体化气凝胶。

Description

一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶及其制备方法
技术领域
本发明属于隔热和柔性材料领域，特别涉及一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶及其制备方法。
背景技术
气凝胶因其低的密度和热导率、高孔隙率和大比表面积的特点而具有吸引力，这使其可以应用于多种领域，如航空航天、电子、能源储存和转换、环境修复和生物医学等方面。在过去几年中，无机气凝胶(如碳基、陶瓷基和金属基气凝胶)、聚合物基气凝胶和有机气凝胶在气凝胶的发展中占主导地位。然而，由于传统无机气凝胶容易氧化、固有的脆性和难以加工等缺点，使其在隔热和机械弹性方面的应用受到严重限制。聚合物基气凝胶虽然在柔性、超轻质等领域中表现突出，但在环境稳定性较差、易分解，限制其应用领域。研究表明，将无机气凝胶和有机气凝胶的特性有效地整合为一种具有优良弹性和隔热性能的气凝胶是未来发展的方向，但到目前为止，关于这种气凝胶的研究还很少。
芳纶纤维，美国杜邦公司20世纪60年代研制的一种纤维材料，与碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维并称世界三大高科技纤维，具有优异的机械性能、高强度、高模量、良好的热稳定性和化学稳定性、耐摩擦、阻燃等特点，被广泛应用于民用和国防军工领域。
利用短切芳纶纤维制备出的芳纶纳米纤维气凝胶具有低的热导率、优异的阻燃性、热稳定性、高比强度，在超级电容器、可穿戴材料、隔热保温等方面有广阔的应用前景；芳纶纳米纤维气凝胶弥补了传统聚合物气凝胶热稳定性差的缺点，有望将其使用在高温领域(＞200℃)；然而，现阶段制备得到的纯芳纶纳米纤维气凝胶力学回弹性能较差，不适合在同时需要隔热保温、柔性和弹性的领域进行服役。
而通过向芳纶纳米纤维气凝胶中添加交联剂，以增强芳纶纳米纤维之间的连接作用，改善其力学弹性，然而，交联剂主要是有机聚合物构成，无法在高温下增强芳纶纳米纤维气凝胶的力学弹性。
近年来，氮化硼纳米带因其长度可达到数十到数百微米、高的纵横比、热稳定性而备受关注，利用氮化硼纳米带制备的气凝胶能够展现出优异的柔性、弹性和热稳定性。
如若设计出一种将有机气凝胶(芳纶纳米纤维气凝胶)与无机气凝胶(氮化硼气凝胶)的隔热保温、柔性、弹性、阻燃等性能集于一种气凝胶上，满足更多领域下的应用需求。然而，现在未有相关气凝胶被报道和申请专利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶及其制备方法，解决了现有技术中存在的上述不足。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
将短切芳纶纤维与氮化硼纳米带粉体分散在有机溶剂中进行反应，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶；
将芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶进行液氮定向冷冻和冷冻干燥处理，得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。
优选地，将短切芳纶纤维与氮化硼纳米带粉体分散在有机溶剂中进行反应，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶，具体方法是：
将短切芳纶纤维进行清洗干燥，之后将烘干后的短切芳纶纤维与氮化硼纳米带粉体、碱和去离子水溶解于有机溶剂中，得到暗红色溶液；
将暗红色溶液中加入去离子水充分搅拌，得到初始的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶；
将初始的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶进行抽滤处理，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶。
优选地，所述短切芳纶纤维和碱的质量比为2:3～5:7；所述去离子水和有机溶剂的体积比为1:25～3:100；所述短切芳纶纤维和有机溶剂的用量固液比为(0.2～1)g：(50～600)ml；所述氮化硼纳米带粉体的质量是氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶总质量的10％～70％。
优选地，所述短切芳纶纤维的长度为3～15mm，直径为0.2～0.25mm。
优选地，氮化硼纳米带粉体的制备方法包括以下步骤：
将三聚氰胺和硼酸溶解在共溶剂中，获得三聚氰胺二硼酸盐溶液；
将三聚氰胺二硼酸盐溶液进行冷冻干燥处理，获得三聚氰胺二硼酸盐气凝胶；
三聚氰胺二硼酸盐气凝胶在高温气氛下热解，获得氮化硼纳米带粉体。
一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶，所述氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶通过所述的制备方法制备得到。
优选地，所述氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶为三维片层多孔网络。
优选地，所述氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶密度为5～80mg/mL。
优选地，所述氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶孔隙率为1～97％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用热解三聚氰胺二硼酸盐气凝胶制备出氮化硼纳米带粉体，然后将短切芳纶纤维与氮化硼纳米带粉体分散在有机溶剂中，通过抽滤操作、液氮定向冷冻和冷冻干燥法得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。高纵横比的氮化硼纳米带在芳纶纳米纤维中均匀分散，对芳纶纳米纤维具有较强的束缚作用，获得具有隔热保温、弹性、柔性、阻燃、热稳定性等特性于一体的多功能杂化气凝胶。
进一步的，相较于现目前制备出的纯芳纶纳米纤维气凝胶，本发明将氮化硼纳米带均匀分散在芳纶纳米纤维气凝胶中，能显著改善芳纶纳米纤维气凝胶的压缩回弹性能和阻燃性能，获得的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶兼具隔热保温、弹性、柔性、阻燃、热稳定性等多功能特性。具体地：
(1)以芳纶纳米纤维气凝胶为基体使得材料具有优异的隔热性能，气凝胶内部的芳纶纳米纤维相互缠绕。由于氢键作用，氮化硼纳米带被芳纶纳米纤维牢牢锁住，组装成片层结构。在抽滤操作和液氮定向冷冻过程中，形成平行于层间的冰晶，使得制备的杂化气凝胶在Z轴方向上形成多层堆叠结构。这种结构增强了热传递过程中的声子散射，阻碍了热的有效传导，显著的提高了材料的隔热性能。同时，因氮化硼纳米带具有阻燃性和自熄灭性，使氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶具有优异的阻燃性能。
(2)将氮化硼纳米带均匀分散在芳纶纳米纤维气凝胶中，高纵横比的柔性氮化硼纳米带对芳纶纳米纤维起到束缚作用。层间定向排列的芳纶纳米纤维与氮化硼纳米带紧密缠绕，使得氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶展现出优异的弹性和柔性。
(3)优异的弹性和柔性使得氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶在隔热保温、可穿戴材料、柔性等领域有潜在应用价值。
(4)本发明作为隔热柔性材料时兼具隔热、弹性、阻燃、热稳定性等特性，与传统纯芳纶纳米纤维气凝胶相比，具有高弹性、优异的阻燃性能和柔性的特性。
附图说明
图1是本发明实施例1所制备的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的光学照片；
图2是本发明实施例1所制备的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的SEM照片；
图3是本发明实施例1所制备的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的TEM照片；
图4是本发明实施例1所制备的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶力学性能；
图5是本发明实施1所制备的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶隔热性能；
图6是本发明实施1所制备的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶阻燃性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提出一种具有隔热保温、弹性、柔性、阻燃、热稳定性于一体的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶及其制备方法，具体为：
将芳纶纤维和氮化硼气凝胶均匀分散在有机溶剂中，通过抽滤操作、液氮定向冷冻和冷冻干燥法制备得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。
氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶具有三维片层多孔网络，所述三维片层多孔网络是由芳纶纳米纤维与氮化硼纳米带构成，氮化硼纳米带在芳纶纤维基体上均匀分布，氮化硼纳米带周围被芳纶纤维所覆盖。由于采用高纵横比的柔性氮化硼纳米带为增强体，氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶具有优异的柔性和阻燃性能。
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶主要元素为碳、硼、氮、氧。
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶内部微观结构为芳纶纤维和氮化硼构成的片层结构。
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶密度为5～80mg/mL。
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的热导率为：30～47mW/m·k
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶具有优异阻燃特性。
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶孔隙率为1～97％。
具体地，本发明提供的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)制备三聚氰胺二硼酸盐溶液：
将三聚氰胺和硼酸溶解在共溶剂中，获得三聚氰胺二硼酸盐溶液。
步骤2)将三聚氰胺二硼酸盐溶液进行冷冻干燥处理，获得三聚氰胺二硼酸盐气凝胶。
步骤3)三聚氰胺二硼酸盐气凝胶在高温气氛下热解，获得氮化硼纳米带粉体。
步骤4)用乙醇清洗短切芳纶纤维，然后将清洗后的短切芳纶纤维置于烘箱中干燥。
步骤5)将烘干后的短切芳纶纤维、氮化硼纳米带粉体、碱和去离子水溶解于有机溶剂中，得到暗红色溶液。
步骤6)将暗红色溶液中加入去离子水充分搅拌，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶。
步骤7)将芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶倒入布氏漏斗中，采用抽滤操作，利用乙醇和去离子水分别清洗，得到清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶。
步骤8)将清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶进行液氮定向冷冻和冷冻干燥处理得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。
具体地：
步骤1)中三聚氰胺和硼酸的摩尔比为1:4～4:1。
共溶剂包括水以及有机溶剂，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇或叔丁醇，其中，水与有机溶剂的体积比为7:5～9:13；
三聚氰胺二硼酸盐溶液的浓度为10～30mg/ml。
步骤2)中，选择真空冷冻干燥工艺，真空冷冻干燥处理时间为12～48h。
步骤3)中，热解温度为600～1400℃，高温热解时间为0.5～5h。
气氛为氨气、氩气和氮气一种或任意两种混合气氛。
步骤4)中，所述短切芳纶纤维的长度为3～15mm，直径为0.2～0.25mm。
干燥短切芳纶纤维的温度为60～100℃，干燥时间为1～2h；
步骤5)中，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠和氨基钠中至少一种，优选氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，但不限于此；所述的有机溶剂为二甲基亚砜、乙醇、环丁砜、乙酸乙酯和乙基甲基砜中的至少一种，但不限于此。
短切芳纶纤维和碱的质量比为2:3～5:7,去离子水和有机溶剂的体积比为1:25～3:100；
0.2～1g短切芳纶纤维中加入50～600ml有机溶剂，充分搅拌4～8h，转速为100r/min～1000r/min。
氮化硼纳米带粉体的质量是氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶总质量的10％～70％。
步骤6)中，搅拌时间为4～8h，转速为100r/min～1000r/min；所述去离子水和暗红色液体之间的体积比为1：3～5：9。
步骤7)中，利用乙醇和去离子水分别清洗3～5次，清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶总体积为80～100ml；
步骤8)中，将芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶液氮定向冷冻和冷冻干燥处理，得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶，具体工艺是：
将清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶转移置定向冷冻模具中，将其放置在充满液氮的环境中30～50min，由下向上进行液氮定向冷冻；
将液氮定向冷冻后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶进行冷冻干燥12～48h，得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。
综上所述，本发明制备的多功能一体化氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶不仅具有热稳定性和隔热保温性能，同时改善芳纶纳米纤维气凝胶的柔性差的缺点，增强芳纶纳米纤维气凝胶的阻燃性能，扩大芳纶纳米纤维气凝胶的应用领域。
以下通过若干实施例并结合附图进一步详细说明本发明的技术方案。
实施例1：
称取0.4838g三聚氰胺，0.4762g硼酸，依次将其加入到48mL的叔丁醇/蒸馏水共溶剂中，其中，叔丁醇与蒸馏水的配比为7：5，得到浓度为20mg/mL的三聚氰胺二硼酸溶液。将其转移至真空冷冻干燥机中处理24h，可得到三聚氰胺二硼酸气凝胶。
将三聚氰胺二硼酸气凝胶转移至管式炉中，在氨/氮气环境中升温至1100℃进行高温热处理3h，即可得到氮化硼纳米带粉体。
称取0.23g短切芳纶纤维，用乙醇进行清洗，然后将清洗后的短切芳纶纤维置于烘箱中干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为1h。
称取0.345g氢氧化钾溶于2ml去离子水中，向其中加入0.026g氮化硼纳米带粉体和0.23g清洗干燥后的短切芳纶纤维，再向其中加入50ml二甲基亚砜，常温常压下搅拌4h，转速150r/min，得到暗红色溶液。
向暗红色溶液中加入150ml去离子水，充分搅拌4h，转速150r/min，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶。
将芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶倒入布氏漏斗中，采用抽滤操作，使用乙醇和去离子水分别清洗3次，使水凝胶PH为中性，清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶的体积为80ml。
将清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶转移置定向冷冻模具中，将其放置在充满液氮的特定装置的表面上30min，由下向上液氮定向冷冻。
将液氮定向冷冻后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶转移至真空冷冻干燥机中处理24h，得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶中氮化硼纳米带粉体含量为氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶总量的10％。
测试结果表明：热导率可达36.1mW/m·k，密度为9.623mg/cm3。由图1可见，氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶可大批量制备。由图2、图3可见，制备的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶微观结构，氮化硼分散在芳纶纤维中。由图4可见，氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶具有优异的弹性。由图5可见，氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶具有优异的隔热性能。由图6可见，氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶具有阻燃特性。
实施例2：
称取0.4838g三聚氰胺，0.4762g硼酸，依次将其加入到48mL的叔丁醇/蒸馏水共溶剂中，其中，叔丁醇与蒸馏水的配比为7：5，得到浓度为20mg/mL的三聚氰胺二硼酸溶液。将其转移至真空冷冻干燥机中处理24h，可得到三聚氰胺二硼酸气凝胶。
将三聚氰胺二硼酸气凝胶转移至管式炉中，在氨/氮气环境中升温至1100℃进行高温热处理3h，即可得到氮化硼纳米带粉体。
称取0.23g短切芳纶纤维，用乙醇进行清洗，然后将清洗后的短切芳纶纤维置于烘箱中干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为1h。
称取0.345g氢氧化钾溶于2ml去离子水中，向其中加入0.099g氮化硼纳米带粉体和0.23g清洗干燥后的短切芳纶纤维，再向其中加入50ml二甲基亚砜，常温常压下搅拌4h，转速150r/min，得到暗红色溶液。
向暗红色溶液中加入150ml去离子水，充分搅拌4h，转速150r/min，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶。将芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶倒入布氏漏斗中，采用抽滤操作，使用乙醇和去离子水分别清洗3次，使水凝胶PH为中性，清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶的体积为80ml。
将清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶转移置定向冷冻模具中，将其放置在充满液氮的特定装置的表面上30min，由下向上液氮定向冷冻。将液氮定向冷冻后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶转移至真空冷冻干燥机中处理24h，得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶中氮化硼纳米带粉体含量为氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶总量的30％。
测试结果表明：热导率值为38.3mW/m·k，密度为13.757mg/cm3，力学性能稳定。
实施例3：
称取0.4838g三聚氰胺，0.4762g硼酸，依次将其加入到48mL的叔丁醇/蒸馏水共溶剂中，其中叔丁醇与蒸馏水的配比为7：5，得到浓度为20mg/mL的三聚氰胺二硼酸溶液。将其转移至真空冷冻干燥机中处理24h，可得到三聚氰胺二硼酸气凝胶。
将三聚氰胺二硼酸气凝胶转移至管式炉中，在氨/氮气环境中升温至1100℃进行高温热处理3h，即可得到氮化硼纳米带粉体。
称取0.23g短切芳纶纤维，用乙醇进行清洗，然后将清洗后的短切芳纶纤维置于烘箱中干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为1h。
称取0.345g氢氧化钾溶于2ml去离子水中，向其中加入0.23g氮化硼纳米带粉体和0.23g清洗干燥后的短切芳纶纤维，再向其中加入50ml二甲基亚砜，常温常压下搅拌4h，转速150r/min，得到暗红色溶液。
向暗红色溶液中加入150ml去离子水，充分搅拌4h，转速150r/min，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶。将芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶倒入布氏漏斗中，采用抽滤操作，使用乙醇和去离子水分别清洗3次，使水凝胶PH为中性，清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶的体积为80ml。
将清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶转移置定向冷冻模具中，将其放置在充满液氮的特定装置的表面上30min，由下向上液氮定向冷冻。将液氮定向冷冻后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶转移至真空冷冻干燥机中处理24h，得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶中氮化硼纳米带粉体含量为氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶总量的50％。
测试结果表明：热导率值为41.5mW/m·k，密度为19.354mg/cm3，力学性能稳定。
实施例4：
称取0.4838g三聚氰胺，0.4762g硼酸，依次将其加入到48mL的叔丁醇/蒸馏水共溶剂中，其中叔丁醇与蒸馏水的配比为7：5，得到浓度为20mg/mL的三聚氰胺二硼酸溶液。将其转移至真空冷冻干燥机中处理24h，可得到三聚氰胺二硼酸气凝胶。
将三聚氰胺二硼酸气凝胶转移至管式炉中，在氨/氮气环境中升温至1100℃进行高温热处理3h，即可得到氮化硼纳米带粉体。
称取0.23g短切芳纶纤维，用乙醇进行清洗，然后将清洗后的短切芳纶纤维置于烘箱中干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为1h。
称取0.345g氢氧化钾溶于2ml去离子水中，向其中加入0.537g氮化硼纳米带粉体和0.23g清洗干燥后的短切芳纶纤维，再向其中加入50ml二甲基亚砜，常温常压下搅拌4h，转速150r/min，得到暗红色溶液。
向暗红色溶液中加入150ml去离子水，充分搅拌4h，转速150r/min，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶。将芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶倒入布氏漏斗中，采用抽滤操作，使用乙醇和去离子水分别清洗3次，使水凝胶PH为中性，清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶的体积为80ml。
将清洗后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶转移置定向冷冻模具中，将其放置在充满液氮的特定装置的表面上30min，由下向上液氮定向冷冻。将液氮定向冷冻后的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶转移至真空冷冻干燥机中处理24h，得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。
所述的氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶中氮化硼纳米带粉体含量为氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶总量的70％。
测试结果表明：热导率值为45.2mW/m·k，密度为23.837mg/cm3，力学性能稳定。
随着加入氮化硼气凝胶含量的增多，氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的密度略有增加但仍然轻质，氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的热导率逐渐增大，但仍然具有良好的隔热性能。实施案例4加入的氮化硼气凝胶含量最多，其力学弹性也最好。

Claims (9)

1.一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将短切芳纶纤维与氮化硼纳米带粉体分散在有机溶剂中进行反应，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶；
将芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶进行液氮定向冷冻和冷冻干燥处理，得到氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，将短切芳纶纤维与氮化硼纳米带粉体分散在有机溶剂中进行反应，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶，具体方法是：
将短切芳纶纤维进行清洗干燥，之后将烘干后的短切芳纶纤维与氮化硼纳米带粉体、碱和去离子水溶解于有机溶剂中，得到暗红色溶液；
将暗红色溶液中加入去离子水充分搅拌，得到初始的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶；
将初始的芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶进行抽滤处理，得到芳纶纳米纤维/氮化硼水凝胶。
3.根据权利要求2所述的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，所述短切芳纶纤维和碱的质量比为2:3～5:7；所述去离子水和有机溶剂的体积比为1:25～3:100；所述短切芳纶纤维和有机溶剂的用量固液比为(0.2～1)g：(50～600)ml；所述氮化硼纳米带粉体的质量是氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶总质量的10％～70％。
4.根据权利要求1所述的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，所述短切芳纶纤维的长度为3～15mm，直径为0.2～0.25mm。
5.根据权利要求1所述的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，氮化硼纳米带粉体的制备方法包括以下步骤：
将三聚氰胺和硼酸溶解在共溶剂中，获得三聚氰胺二硼酸盐溶液；
将三聚氰胺二硼酸盐溶液进行冷冻干燥处理，获得三聚氰胺二硼酸盐气凝胶；
三聚氰胺二硼酸盐气凝胶在高温气氛下热解，获得氮化硼纳米带粉体。
6.一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶，其特征在于，所述氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶通过权利要求1-5中任一项所述的制备方法制备得到。
7.根据权利要求6所述的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶，其特征在于，所述氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶为三维片层多孔网络。
8.根据权利要求6所述的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶，其特征在于，所述氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶密度为5～80mg/mL。
9.根据权利要求6所述的一种氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶，其特征在于，所述氮化硼/芳纶纳米纤维气凝胶孔隙率为1～97％。
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