图 1-1 四种不同氮化硼的构造图

1。1。1 六方氮化硼研究成果

随着科学技术的不断提高和社会的进步，人们的探索从宏观领域步入到微观世界。 在微观领域里，材料的尺寸很小，产生了许多奇特的物理化学性质，纳米科技的研究 也就成为 21 世纪最热门的领域之一 [4]。这些让纳米材料在生物、医学、航天、化工、 农业等领域具有广泛的应用，研制新材料和发展高科技将以发展纳米材料作为重要突 破口。

最近几十年中，在氮化硼材料制造以及性能开发等方面人们投入了大量的精力[5]， 也取得了较好的结果。特别是在发现富勒烯[6]和碳纳米管[7]之后，六方氮化硼纳米材 料才成为如今科学家们主要探究得热门材料。与碳纳米材料相比较，氮化硼纳米材料 拥有更好的耐腐蚀性和热稳定性，所以在极寒等十分严酷的使用环境下氮化硼材料具 有更广阔的使用前途。h-BN 材料作为增强材料使用可以极大地提高相应聚合物的各 方面性能。除此之外，六方氮化硼纳米材料不仅可以提高复合材料的抗氧化性和热稳 定性，它在高温力学性能方面也拥有巨大的优势。所以，h-BN 还有着非常大的探索 空间。然而对碳纳米材料的关注历来要比对氮化硼的关注多很多。之所以会出现这种 情况，主要是由于在合成氮化硼和功能化方面，有着非常严峻的挑战。在合成和功能 化方面，原来用于生产碳基材料的很多较为成熟的工艺流程都不能够很好地用来生产 氮化硼。最近这几年，经过人们不断实验和改进，我们在制作和功能化 h-BN 等领域 已经取得了极大的突破。这些研究成果为以后能将氮化硼材料能在特定领域中大范围 使用埋下了扎实的根基。

1。1。2 h-BN 材料的纳米结构

(1) 二维六方氮化硼纳米片 二维六方氮化硼纳米片是硼、氮原子按顺序排列而成的结构，和石墨的构成几乎

一样，如图 1-2 所示。在多层氮化硼片，有偏压极性的硼氮键使得每一个 BN 层都有 lip-lip 力，这种情况也致使单层氮化硼纳米片非常难制得，多层纳米片使得自身的骨 架十分稳定[8]。h-BN 的晶格参数是 a=0。25 nm，c= 0。67nm，呈 P64/mmc 空间镜面性。 氮化硼纳米片层在最近才开始受到人们的重视和更彻底的研讨[9]，与石墨烯相比，对 氮化硼的探究才刚刚开始。

(2) 一维氮化硼纳米管文献综述

氮化硼纳米管与碳纳米管的构造比较相似，如图 1-2(b)。按照层数的差异，氮化 硼纳米管能够被分成单壁管和多壁管两种。单壁氮化硼纳米管的结构因其六元环结构 的弯曲程度不同而不同，主要分为三种类型：Z 字型、扶手椅型和手性型。就以多层 氮化硼纳米管而言，有研究发现，可能是管壁弯曲产生的内应力导致多壁管各层之间 的距离比块状六方氮化硼大一点。

图 l-2 (a)单层石墨和六方氮化硼 (b)碳纳米管和氮化硼纳米管1。1。3六方氮化硼纳米片的合成 近年来，慢慢地，研究者们对氮化硼纳米片的研究和关注越来越多。Pacile 等[10]

使用微机械法制得到的二维氮化硼纳米片仅几个原子那么薄。Zhi 等[11]人使用超声波分解法剥离得到了厚度能达到 1。2 纳米的 BN 晶体。总而言之，这两种办法的弊端都 是产量不高，且纳米片薄厚不均。Gao 等[12]利用简单的化学气相沉积法以 B2O3 为原 料，制备得到了分布非常均一的纳米片，如图 1-3。Chatterjee 等[13]人用 CVD 方法， 以葵硼烷和 N2 为原料，用金属作为反应的载物，很容易就得到了非常薄的氮化硼纳 米片。

图 1-3 氮化硼的 SEM 照片