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二维的六方氮化硼纳米片(BNNS)具有许多优良性能,如导热性好、机械性优、化学稳定性强及电绝缘等。因此,在复合材料领域具有良好的应用潜能。然而,未经化学修饰的六方氮化硼难以稳定分散在水或有机溶剂中,限制了其与其他材料的相容性和加工性。通过化学修饰或改性提高六方氮化硼纳米片的溶解性是解决这一问题的重要途径。 因此,本论文主要研究了六方氮化硼纳米片的修饰与改性,制备了水溶性六方氮化硼纳米片并对其复合材料的性能及应用进行了研究: (1)采用水热法,以氟为插层剂,制备氟掺杂的六方氮化硼纳米片(F-BNNS)。所得F-BNNS的横向尺寸达微米级,厚度约1~2 nm,能稳定地分散在水和乙醇等常见溶剂中。静置1个月后其水分散液的浓度约为0.17 mg/mL。鉴于F-BNNS良好的水溶解性和稳定性,我们以F-BNNS为载体制备了Fe2O3@F-BNNS复合型催化剂,将其用于偶氮染料—甲基橙(MO)的降解。 (2)以二氯亚砜为溶剂超声剥离得到BNNS,利用剥离时在B位缺陷处引入的B(OH)2官能团,通过类似Suzuki反应的机理,将羧酸化的聚乙二醇连接到BNNS上(PEG-BNNS),实现了六方氮化硼的共价修饰。所得PEG-BNNS中PEG的含量约为16%,其水分散液可稳定存在数月而没有明显沉淀出现,静置9个月后上清液中PEG-BNNS的当量浓度仍大于0.13 mg/mL。 (3)以熔融的柠檬酸作为溶剂,加热处理原始六方氮化硼块体,得到高水溶性的六方氮化硼纳米片(ca-BNNS)。所得ca-BNNS水分散液静置9个月后,上清液中ca-BNNS的浓度仍有0.25 mg/mL。以ca-BNNS和丙烯酰胺为原料,采用原位自由基聚合反应制备了基于BNNS的ca-BNNS/聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶(BNNS含量约为2.5%,即BNNS2.5/PAAm)。所得BNNS2.5/PAAm纳米复合水凝胶具有特殊的分等级网络结构,变形性和机械性能良好,能够承受各种大程度的形变并最终恢复原始形貌,压缩应变为97%且应力超过8.0 MPa时仍未破裂,断裂伸长率也超过10000%。另外,该BNNS2.5/PAAm纳米复合水凝胶还具有很好的溶胀性能,pH、温度双敏感,且保水性能突出,在空气中放置超过一年含水量(重量比)仍高于94%。最后,还研究了其在药物缓释方面的性能。