硼碳氮纳米管的固相法合成及其表征

摘要

本文采用一种简单的工艺路线成功制备出大量三元硼碳氮（B-C-N）纳米管。将摩尔比为1:1:0.1的无定型B粉（硼源），活性C粉（碳源），Fe2O3（催化剂前驱体）混合球磨。球磨粉体在管式气氛炉中于1100-1300℃、流动NH3（50ml·min-1）气氛下恒温处理3h便有蓝灰色产物生成。在700℃时，用H2将Fe2O3还原成纳米级Fe单质，为高温下纳米管的合成提供高活性的金属催化剂。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱(EDX)和红外光谱(FTIR)等手段对产物进行了详尽的结构表征和成分分析。结果表明，产物为结晶度很高的六方B-C-N纳米管。B-C-N纳米管的形成机理应属于气-液-固和固-液-固相结合的生长模型。