Page 58 - 《精细化工》2020年第11期

·2204· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

值，单位 nm）以及结合能（图片下方数值，单位 加入十二烷基三甲基氯化铵（DTAC）作为模板。结
eV）也会有差异。未掺杂镍原子的 BNNT 由于与 果发现，由于模板剂（DTAC）加入量的不同，最终
TCDD 的吸附能较小，使其对 TCDD 的吸附效果并 h-BN 的形态也会有差异，在 DTAC 含量增加到 10%
不理想，镍原子的掺杂明显提高了 BNNTs 对 TCDD （以混合物总质量为基准）时，h-BN 的粒径分布均
的电荷转移能力，从而改善了 BNNTs 的电子结构， 匀且处于 400~600 nm。而且随着 DTAC 投加量的增
提高了 BNNTs 对 TCDD 的吸附活性。 加，吸附剂对氮的吸附量也增加，在 DTAC 含量为 10%
的样品中，样品的吸附容量达到了 276.02 cm /g。
3
2.2 复合改性
以上方法都是通过改变氮化硼表面晶体组成来
提高其吸附特性。除此之外，将氮化硼与其他材料
复合来提高其吸附效果也是研究人员常用的方法。

KARTHIKEYAN 等 [37] 采用原位化学氧化法将

图 4 镍原子（突出部分）与 BNNTs 可能的结合方式以 h-BN 和聚苯胺（Pani）复合，制备 h-BN@5% Pani
及 TCDD 与镍改性后的氮化硼可能的连接方式 [30] 复合吸附剂用于去除水中的磷酸盐、硝酸盐和六价
Fig. 4 The possible combination of nickel atoms and BNNTs 铬离子。将 Pani 和 h-BN 复合后，h-BN 作为 Pani
(the nickel atoms at the protrusions) and the possible 的支撑体。研究发现，复合材料内存在大量的介孔
connection of TCDD and nickel-modified boron
nitride 结构，由于 Pani 和 h-BN 的协同作用，使得复合材
料对阳离子和阴离子都具有良好的吸附效果，其与
SONG 等 [31] 同样采用金属元素掺杂的方式改性 以往的 h-BN 单一材料相比，提高了对复合离子的
BNNSs，用于水中氟离子的去除，考虑到铝基吸附 吸附效果。
材料已被应用于水中氟离子的去除 [32-34] ，作者采用 除了单纯的吸附效应外，通过对氮化硼进行复
铝掺杂 BNNSs 制备改性氮化硼纳米片（BNNSs-Al- 合改性，可使氮化硼具有其他特性，如 GUO 等 [38] 将
X）。用先驱体法制备改性 BNNSs，在配制先驱体溶 h-BN 和均苯四甲酸二酐（PA）复合，制备了同时具
液时，加入九水合硝酸铝。对氟离子的吸附实验结 有光催化特性和吸附特性的氮化硼-均苯四甲酸二
果表明，相较于未改性的 BNNSs，经铝掺杂后，对 酐复合材料（BNPA2）。作为单一材料时，氮化硼和
氟离子的吸附量由 15.578 mg/g 上升到 50.510 mg/g， PA 都不具有光催化特性，复合后，氮化硼表面接枝
而且此结果高于其他很多吸附材料性能。 了羟基基团，且其比表面积达到 95.3 m /g，是氮化
2
AZAMAT 等 [35] 用氟原子和氢原子钝化 BNNSs 硼（11.7 m /g）的 8 倍多。通过对罗丹明 B 等一系
2
孔边缘的氮原子和硼原子，制备功能化氮化硼纳米 列物质的去除实验表明，光催化对于水中污染物的
片，用于选择性吸附水中的铜离子和汞离子。由于 去除占有较大的比重，且发现该复合材料对阳离子
BNNS 结构比较致密，要使金属离子能够进入氮化 的吸附和光解效率高于其他污染物。
硼内，必须改变 BNNSs 表面的孔结构。研究结果表 生物质材料作为一种廉价易得、绿色环保且
明，经氟原子和氢原子钝化的 BNNSs 孔径可达到 可再生材料，在吸附材料领域已经得到了广泛应
0.8 nm，使得铜离子和汞离子能够顺利进入氮化硼 用 [39-41] 。丝瓜络作为一种农林废弃物，由于其具有
内部，有效改善了吸附特性；此外，由于孔的带电 多孔结构，是一种性能十分优异的吸附剂。同时，
特性，使得阴离子无法透过孔隙，增加了 BNNSs 由于丝瓜络网状结构的稳定性，其也可作为一种良
的选择透过性。 好的模板。LI 等 [42] 将丝瓜络与氮化硼复合，制备多
除了通过表面掺杂改性外，LI 等 [36] 通过引进聚 层介孔/大孔氮化硼纤维（MBNFs）。该复合材料以
环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物 丝瓜络为模板，将氮化硼在丝瓜络上合成。对重金
P123 作为结构导向剂对 h-BN 进行改性，在以硼酸 属离子的吸附实验表明，MBNFs 对水溶液中的
2+
2+
3+
2+
和三聚氰胺为反应物制备前驱体时加入适量 P123， Cd 、Pb 、Zn 、Cr 具有较好的吸附效率。尤其
2+
2+
煅烧后制备活性氮化硼。按此方法改性的氮化硼材 是对 Cd （2989 mg/g）和 Zn （1885 mg/g）的吸
2
料比表面积达到 2078 m /g，相较于其他未改性的氮 附量超过了单一氮化硼材料。
化硼材料 [12,14] ，比表面积有了很大提高，且对于四环 2.3 制备氮化硼基气凝胶
素的吸附容量达到 305 mg/g。值得注意的是，按此方 气凝胶的制备一般是通过干燥的方法，将湿凝
法活化的氮化硼对于气体污染物的去除效果也要好 胶中的液体用气体取代而其网络结构能够保持不
于其他材料。类似地，ZHANG 等 [15] 在制备先驱体时 变，以此来增加孔隙率和减小密度。对于氮化硼改