Alors que la nanotechnologie continue de repousser les limites de l'ingénierie des matériaux, le nitrure de bore hexagonal (H-BN) -dubbed "Graphène blanc" -is conduisant une révolution dans le domaine des points quantiques . Cet article se concentre sur la déconstruction précise et la reconstruction fonctionnelle du système de matériaux traditionnels H-BN par le biais d'un exfodiation de matériaux traditionnels des limites de la mécanique traditionnelle de la mécanique Technique d'infoliation innovante à l'azote liquide à la congélation ultrasonique; réalise la transformation dimensionnelle des nanofeuilles en points quantiques via des méthodes solvothermales; et davantage des points quantiques avec de nouvelles propriétés fonctionnelles à travers une stratégie de dopage de thiourée . Ces protocoles de préparation, validés par les publications SCI, fournissent un paradigme d'ingénierie des matériaux réplicables pour les champs de pointe tels que la photoélectrocatalyse et les biosensings .

Exfoliator à deux dimensions ultrasoniques

Préparation de nanofeuilles de nitrure de bore hexagonal

En utilisant du H-BN commercial avec une taille de particules de 1 μm comme matière première, les nanofeuilles de nitrure de bore hexagonal (H-BNNS) ont été préparés via l'exfoliation expérimentale de congélation ultrasonique à azote liquide . Les étapes expérimentales spécifiques sont les suivantes:

Pesez 0 . 3 g de poudre H-BN et dispersez-le dans un solvant mixte d'eau, de l'éthanol anhydre et de l'acétone (eau: éthanol: acétone=45: 3: 2) . ultrasonicate pendant 5 minutes pour assurer une dispersion uniforme.

Transférer le mélange dans un bécher en plastique de 50 ml et plonger dans de l'azote liquide pour une congélation rapide jusqu'à ce qu'il soit complètement solidifié .

Transférer le solide H-BN entièrement congelé de l'étape (2) vers un scientifiqueExfoliator à deux dimensions ultrasoniquespour ultrasonication jusqu'à ce qu'il se fond complètement en une solution .

Répétez les étapes (2) et (3) cinq fois . après 5 cycles d'exfoliation de gel-dégel, centrifugez le mélange à 1500 tr / min pendant 10 minutes . Collectez le surnageant pour obtenir la solution H-BNNSS, et sèchez-les dans un four à séchage de souffle pour produire H-Bnnss poudre .

Préparation de points quantiques nitrure de bore hexagonal

En utilisant les H-BNNS préparés dans la section précédente comme précurseur, et l'éthanol et le n, n-diméthylformamide (DMF) comme solvants de réaction, les points quantiques du nitrure de bore (BNQD) ont été synthétisés via une méthode solvothermale . Les procédures détaillées sont suivantes:

Pesez deux portions de 0 . 1 g de poudre H-BNNSS, dissolvez-les séparément dans 20 ml d'éthanol anhydre et 20 ml de DMF, et échographie chaque mélange dans un exfoliat à ultrasons bidimensionnel pendant 3 heures.

Transférer les mélanges à ultrasons dans des réacteurs hydrothermaux en acier inoxydable de 50 ml avec des revêtements de polytétrafluoroéthylène . Placez les réacteurs dans un four à séchage à vide et chauffez à 180 degrés pendant 12 heures .

Après la réaction, laissez les réacteurs se refroidir à température ambiante . Transférer les solutions dans des tubes à centrifugeuse de 50 ml et une centrifugeuse à 10, 000 RPM pendant 5 minutes . Collectez les surnageants .

Filtrez les surnageants de l'étape (3) à une membrane microporeuse 0 . 22 μm pour obtenir des solutions blanches et jaunes pâles, qui sont respectivement la dispersion d'éthanol / BNQDS et la dispersion DMF / BNQDS.

Préparation des points quantiques de nitrure de bore hexagonal dopé au thiouré

En utilisant Thiourea comme dopant, les H-BNNS (préparés dans la section précédente) comme précurseur, et DMF comme solvant de réaction, les points quantiques du nitrure hexagonal du boron (S-BNQD) ont été synthétisés via une méthode solvothermale solvothermale un seul pot . Les étapes spécifiques sont les suivantes:

Pesez 0 . 1 g de poudre H-BNNSS et 0,05 g de thiourée, les dissolvez dans 20 ml de DMF et échographie le mélange dans un exfoliant à ultrasons à deux dimensions pendant 3 heures.

Transférer le mélange à ultrasons dans un réacteur hydrothermal en acier inoxydable de 50 ml avec une doublure polytétrafluoroéthylène . Placez le réacteur dans un four à sécher sous vide et chauffer à 180 degrés pendant 12 heures .

Après la réaction, laissez le réacteur refroidir à température ambiante . Transférer la solution dans un tube à centrifugeuse de 50 ml et une centrifugeuse à 10, 000 RPM pendant 5 minutes . Collectez le surnageant .

Filtrez le surnageant de l'étape (3) à travers une membrane microporeuse 0 . 22 μm pour obtenir un filtrat blanc, qui est la dispersion S-BNQDS.

Toutes les méthodes susmentionnées ont été validées pour l'efficacité et ont été publiées dans des articles académiques .

L'exfoliation de congélation à l'azote liquide, l'exfoliation, la synthèse régulée par les solvants et les processus de dopage de thiourée établis dans cette étude permettent une préparation précise de points quantiques fonctionnels à partir de H-BN de taille micron . par le contrôle de paramètre standardisé, le protocole aborde efficacement les problèmes, fournissant une élaboration de matériaux excessifs pour l'élaboration de matériaux et la taille de l'élaboration de la taille de l'élaboration de la taille et de la taille des dispositifs nano-optoélectroniques avancés . Comme les stratégies de préparation développées en laboratoire répondent aux demandes industrielles, l'avenir des matériaux bidimensionnels prend régulièrement forme .