一维纳米硼酸盐性能及用途简述

一维(1D)纳米材料是指两维方向尺寸在纳米尺度范围之内，而另一维方向尺寸较大或达到微米级甚至宏观量的纳米材料。通常，将具有特定生长方向、但侧面及截面形状可能不规则或者不均一的线状结构称为纳米线(nanowire)或纳米纤维(nanofibre)，而将长度小的纳米线称为纳米棒(nanorod)，将具有内部空心孔道的1D纳米结构称为纳米管(nanotube)，将比纳米线具有更加清晰界面、更加受限形貌及均一性的1D纳米结构称为纳米带(nanobelt/nanoribbon)。晶须是长径比>10、截面积<5.2×104 cm2的单晶纤维,而晶须直径为纳米尺度时，可称为纳米晶须(nanowhisker)。1D纳米材料既是其他低维纳米材料研究的基础,又与纳米电子器件及微型传感器密切相关,由于其独特的结构、优异的性能及潜在的应用价值,其制备及应用研究已成为近年来材料科学界研究的前沿课题，如CNTs、CaCO3、ZnO、TiO2和Mg(OH)2已经成功的用于塑料复合材料、橡胶、金属合金、催化、能源转化及储能等领域。1D纳米材料的优越性能很大程度上依赖于其形貌、长径比及结晶度，因此通过可控合成制得高结晶度、高长径比及具有特殊形貌的1D纳米材料具有重要现实意义。目前，很多方法已经开始应用于1D材料的制备及性能改进，其中代表性方法有熔融盐(MSS)、化学气相沉积(CVD)及水热-热转化(HTC)等。

硼及其化合物在我国各行业中用途广泛，硼酸盐矿物种类繁多，组成多变，但与其他含氧酸盐相比，硼酸盐的晶体及其在电学、发光等领域的研究还很不够，而硼酸盐则由于其多变的组成及其在众多领域内的独特性能及潜在应用受到了越来越多的关注。1D 硼酸盐包括MgB4O7 纳米线、Mg3B2O6纳米管和纳米带、Mg2B2O5纳米晶须及硼酸铝晶须等，目前作为发光基质或者阻燃/抗磨/补强增韧添加剂以及储能材料在电子陶瓷器件、宽禁带半导体、塑料及镁铝合金及电极材料中具有潜在应用价值。目前在控制合成方面，MSS、CVD及HTC等方法在1D纳米硼酸盐合成中都有应用。