辐射还原-剥离法制备纳米金属/氮化硼纳米片复合催化剂

摘要

在二维材料(TDM)制备领域,从六方氮化硼(h-BN)高效剥离制备氮化硼纳米片(BNNS)仍是一项具有挑战性的工作.本文提出了一种在醇水溶液中辐射诱导还原-剥离(Radiation-induced reduction-exfoliation,RIRE)h-BN的新方法.该方法的核心思想是利用插层在h-BN晶体层间的Ni2+离子的原位辐射还原生成Ni纳米粒子过程中产生的体积膨胀效应,破坏h-BN晶体的层间相互作用,从而实现常温常压下,一步从h-BN上剥离出负载着约20 nm镍纳米粒子(NiNP),200 nm见方且厚度小于5 nm的氮化硼纳米片(Ni/BNNS).所制备的Ni/BNNS表现出纳米镍优异的催化性能,并且具有良好的结构稳定性和磁分离性,可以回收循环利用.更值得注意的是,Ni/BNNS的甲醇/水分散液在模拟阳光照射下可以监测到氢气的生成,2 h内氢气的释放量以Ni质量计量为8404.3μmol/g.这项工作不仅为高效剥离制备BNNS提供了新思路,还为一步法制备新型TDM负载的纳米金属催化剂开辟了新途径,也为可见光催化剂的催化机制提出了新思考.