摘要 近日,天津大學新能源材料研究所與河北工業(yè)大學微納氮化硼材料重點實驗室密切合作,在立方氮化硼合成方面取得重要進展,研究論文“photochemicalsynthesiso...
近日,天津大學新能源材料研究所與河北工業(yè)大學微納氮化硼材料重點實驗室密切合作,在立方氮化硼合成方面取得重要進展,研究論文“photochemical synthesis of ultrafine cubic boron nitride nanoparticles at ambient conditions”發(fā)表在化學頂級期刊《德國應用化學》上,并被選為熱點論文。

天津大學杜希文研究組在激光合成材料領域取得了多項開創(chuàng)性成果,率先實現了長脈寬激光可控合成納米材料。河北工業(yè)大學唐成春研究組成功實現了氮化硼基新材料的綠色合成、性能探索以及應用開發(fā)?;诟髯缘膬?yōu)勢,雙方合作開展激光合成立方氮化硼研究,嘗試了多種工藝路線和材料體系,最終利用激光輻照氨硼烷溶液,在常溫常壓下合成超細(3.5 nm)立方氮化硼納米顆粒。研究發(fā)現,一個氨硼烷分子可以三個極性溶劑分子結合形成一個基元,該基元可以同時吸收四個激光光子,并將能量傳遞到氨硼烷分子上,破壞其化學鍵,實現徹底脫氫。在強烈激光作用下,溶液中產生大量氮化硼分子,引起氮化硼顆粒的爆發(fā)式形核,從而獲得超細的氮化硼顆粒。超細納米顆粒的大曲率半徑會產生額外的表面壓力,使立方相在室溫下穩(wěn)定存在,最終得到了立方氮化硼顆粒。
該工作取得了如下突破:1)首次報道了室溫常壓下合成立方氮化硼,并且合成速度極快,整個過程只需要10分鐘。2)首次合成了超細立方氮化硼顆粒,尺寸只有3.5納米,預計其硬度應達到目前材料的最高值。3)實現了氨硼烷的一步快速徹底脫氫,為儲氫材料的快速放氫提供了新工藝。
此項研究得到了國家自然科學基金的支持。