Nanoteknoloji malzeme mühendisliğinin sınırlarını zorlamaya devam ettikçe, altıgen bor nitrür (H-BN) -BBED "beyaz grafen"-kuantum noktaları alanında bir devrimi yönlendiriyor. Bu makale, H-BN malzeme sisteminin hassas yapısökümüne ve fonksiyonel olarak yeniden yapılandırılmasına odaklanmaktadır. Yenilikçi bir sıvı azot ultrasonik donma-çözülme pul pul pul pul dökülme tekniği yoluyla geleneksel mekanik pul dökülmenin boyut kontrol sınırlamalarının üstesinden gelir; Solvotermal yöntemlerle nanosheet'lerden kuantum noktalarına boyutsal dönüşüm elde eder; ve ayrıca bir tiourea doping stratejisi yoluyla yeni fonksiyonel özelliklere sahip kuantum noktalarını verir. SCI yayınları tarafından onaylanan bu hazırlık protokolleri, fotoelektrokataliz ve biyosensing gibi en yeni alanlar için tekrarlanabilir bir malzeme mühendisliği paradigması sağlar.

Ultrasonik iki boyutlu malzeme eksfoliyatörü

Altıgen Bor Nanosets'in Hazırlanması Nanosheets

Hammadde olarak 1 μm'lik bir parçacık boyutuna sahip ticari H-BN kullanılarak, altıgen bor nitrür nanosheets (H-BNSS), sıvı azot ultrasonik donma-çözülme pul pul dökülmesi yoluyla hazırlandı. Özel deney adımları aşağıdaki gibidir:

0. 3 g H-Bn tozu tartın ve karışık bir su, susuz etanol ve aseton çözücü (su: etanol: aseton=45}: 3: 2) içinde dağıtın. Düzgün dispersiyon sağlamak için 5 dakika boyunca ultrasonikat.

Karışımı 50 mL'lik bir plastik behere aktarın ve tamamen katılaşana kadar hızlı donma için sıvı azot içine daldırın.

Tamamen dondurulmuş H-BN katı (2) 'den bir Scientz'e aktarınUltrasonik iki boyutlu malzeme eksfoliyatörüBir çözüme tamamen eriyene kadar ultrasonikasyon için.

(2) ve (3) adımı beş kez tekrarlayın. 5 döngü donma-çözülme pul pul dökülmesinden sonra, karışımı 10 dakika boyunca 1500 rpm'de santrifüjleyin. H-BNSS çözeltisini elde etmek için süpernatanı toplayın ve H-BNSS tozu vermek için bir patlama kurutma fırında kurutun.

Altıgen Bor Nitrür Kuantum Dotlarının Hazırlanması

Önceki bölümde hazırlanan H-BNNSS ve etanol ve N, N-dimetilformid (DMF) kullanılarak, reaksiyon çözücüler olarak, bor nitrür kuantum noktaları (BNQD'ler) bir solvotermal yöntem yoluyla sentezlendi. Ayrıntılı prosedürler aşağıdaki gibidir:

İki porsiyon 0. 1 g H-BNSS tozu tartın, bunları 20 mL susuz etanol ve 20 ml DMF içinde ayrı ayrı çözün ve her karışımı 3 saat boyunca ultrasonik iki boyutlu bir malzeme eksfoliatöründe ultrasonikleştirin.

Ultrasonikleştirilmiş karışımları politetrafloroetilen astarlarla 50 mL paslanmaz çelik hidrotermal reaktörlere aktarın. Reaktörleri vakum kurutma fırına yerleştirin ve 12 saat boyunca 180 dereceye kadar ısıtın.

Reaksiyondan sonra, reaktörlerin oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. Çözeltileri 50 mL santrifüj tüplerine aktarın ve 5 dakika boyunca 000 rpm'de santrifüj. Süpernatantları toplayın.

Süpernatantları (3) 'den 0 ile filtreleyin. Etanol/BNQDS dispersiyonu ve DMF/BNQDS dispersiyonu olan beyaz ve soluk sarı çözeltiler elde etmek için 22 μm mikro gözenekli membran.

Tiyoüre katkılı altıgen bor nitrür kuantum noktalarının hazırlanması

Dopant olarak tiyoüre kullanılarak, öncü olarak H-BNSS (önceki bölümde hazırlanmıştır) ve reaksiyon çözücü olarak DMF, tiyoüre katkılı altıgen bor nitrür kuantum noktaları (S-BNQD'ler), tek potlu solvotermal yöntemle sentezlendi. Belirli adımlar aşağıdaki gibidir:

{0}}.

Ultrasonikleştirilmiş karışımı bir politetrafloroetilen astar ile 50 mL'lik paslanmaz çelik hidrotermal reaktöre aktarın. Reaktörü vakum kurutma fırına yerleştirin ve 12 saat boyunca 180 dereceye kadar ısıtın.

Reaksiyondan sonra, reaktörün oda sıcaklığına soğumasını bekleyin. Çözeltiyi 50 mL'lik bir santrifüj tüpüne aktarın ve 5 dakika boyunca 000 rpm'de santrifüj. Süpernatant toplayın.

Süpernatantı (3) 'den 0 ile filtreleyin.

Yukarıda belirtilen tüm yöntemler etkinlik açısından doğrulanmıştır ve akademik makalelerde yayınlanmıştır.

Bu çalışmada kurulan sıvı azot donma-çözülme pul pul dökülmesi, çözücü tarafından düzenlenmiş sentez ve tiyourea doping süreçleri, mikron büyüklüğünde H-BN'den fonksiyonel kuantum noktalarının kesin olarak hazırlanmasını sağlar. Standart parametre kontrolü yoluyla, protokol, aşırı yapısal kusurlar ve geleneksel yöntemlerde boyut homojenliği gibi sorunları etkili bir şekilde ele alır ve gelişmiş nano-optoelektronik cihazların geliştirilmesi için kararlı ve güvenilir bir malzeme temelini sağlar. Laboratuar tarafından geliştirilen hazırlık stratejileri endüstriyel talepleri karşıladıkça, iki boyutlu malzemelerin geleceği sürekli olarak şekilleniyor.