多孔材料是優(yōu)秀的催化劑載體已不是一件新鮮事了，多孔帶來的大比表面積不僅能分散和穩(wěn)定納米粒子，使催化劑能夠大限度發(fā)揮其作用，還能降低它的使用量、提高它的壽命。像氧化鋁、碳化硅、碳材料等，都是常見的催化劑載體材料。

相比之下，多孔氮化硼在這方面的應(yīng)用就鮮有報道了。氮化硼本身便具有寬帶隙、高熱導(dǎo)率、抗氧化性等優(yōu)異的物理化學(xué)性能，在高溫、高頻、大功率、光電子及抗輻射等方面具有巨大的應(yīng)用前景。氮化硼中常用的有立方氮化硼（c-BN）及六方氮化硼（h-BN），而催化劑載體的研究基本集中在后者上。

多孔氮化硼TEM圖像

h-BN的晶體結(jié)構(gòu)具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)，有著優(yōu)異的化學(xué)物理性質(zhì)，不僅具有良好的疏水性能，而且還具有較強的耐腐蝕性能，這些性質(zhì)使得h-BN在吸附、儲氫、催化等領(lǐng)域逐漸受到重視，而很多研究者將其視為優(yōu)異的催化劑載體。

一、多孔氮化硼作為催化劑載體具有什么優(yōu)勢？

與傳統(tǒng)氧化物載體、多孔碳載體相比，多孔氮化硼材料具有良好的高溫穩(wěn)定性和抗酸堿腐蝕性能，即使在較高溫度下，其化學(xué)性能及熱性能變化很小，尤其是氮化硼材料能使負(fù)載的貴金屬(如Pt)更好地保持還原態(tài)，在深度氧化等反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)于傳統(tǒng)催化劑載體的性能。

銀納米顆粒與氮化硼的混合結(jié)構(gòu)，用于催化轉(zhuǎn)化CO

楊曉龍等利用MgO/h-BN復(fù)合載體負(fù)載的Ru基氨合成催化劑對氨合成反應(yīng)進行催化，由于MgO/h-BN載體上存在較多的堿性位，所以表現(xiàn)出優(yōu)秀的催化活性；G.Postole等利用兩種不同比表面積（115m2/g、184m2/g）的氮化硼作為負(fù)載劑，鈀作為催化劑對丙烯氧化反應(yīng)進行催化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氮化硼中含有氧元素時負(fù)載的氧化鈀催化劑比純氮化硼的催化效果更好。可以預(yù)見，多孔氮化硼材料將有望在多領(lǐng)域成為新一代高性能催化劑載體。

二、是否存在不足？

目前學(xué)者們已經(jīng)研究出很多制備高比表面積氮化硼的方法，常用的有水（溶劑）熱法、化學(xué)氣相沉積法、模板法等，但它們多少都存在一些缺點，使得多孔氮化硼載體目前還不能很好地適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。

①模板法：模板法是以模板為主體構(gòu)型去控制、影響和修飾材料的形貌、控制尺寸進而決定材料性質(zhì)，根據(jù)所用模板性質(zhì)不同，該方法分為以共價鍵維持其特定結(jié)構(gòu)的硬模板和以分子內(nèi)的弱相互作用維持其結(jié)構(gòu)的軟模板兩大類。采用硬模板可以將模板的孔結(jié)構(gòu)復(fù)制到氮化硼中，得到高比表面的多孔氮化硼材料，但此法雖然可以有效控制孔的大小，但是過程繁瑣；而軟模板法就更不適合了，與硬模板法相比它不僅制備周期更長而且成本也更高。

具有代表性的兩種有序介孔材料的合成路線

(a)軟模板法；(b)硬模板法

③水（溶劑）熱法：水（溶劑）合成法是將水溶液（或者有機溶劑）作為反應(yīng)載體，然后在高溫（100℃-1000℃）、高壓（1MPA-1GMPa）的反應(yīng)條件下，反應(yīng)物重新結(jié)晶。但這個方法的缺點在于，一是制備過程中對反應(yīng)條件控制難，難以控制生成目標(biāo)孔結(jié)構(gòu)；二是產(chǎn)率較低，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

②化學(xué)氣相沉積法：化學(xué)氣相沉積法又稱催化裂解法。該方法原理是應(yīng)用氣態(tài)物質(zhì)在固體上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生固態(tài)沉淀物的一種工藝。這種工藝的優(yōu)勢在于制備原理簡單、原料成本較低；缺點則是過程可控性低，不適合工業(yè)生產(chǎn)。

綜上所述，尋找一種能穩(wěn)定制備高比表面、高晶化度、穩(wěn)定性更好的多孔氮化硼材料的工藝將是未來的發(fā)展方向。

三、總結(jié)

雖然在成本上，多孔氮化硼材料目前還比不過數(shù)種已被廣泛應(yīng)用的材料，但它大的優(yōu)勢在于能夠?qū)r格昂貴、易團聚的貴金屬納米催化材料進行有效的分散，從而大限度地利用其催化活性，大大降低其用量。也就是說，Pt等貴金屬納米催化劑的發(fā)展，與多孔氮化硼等高性能催化劑載體是離不開關(guān)系的。

隨著在能源、催化和生物等領(lǐng)域應(yīng)用的拓展，多孔氮化硼材料的控制合成和性能研究將越來越受到重視。假以時日，當(dāng)多孔氮化硼的制備技術(shù)進步至可穩(wěn)定工業(yè)生產(chǎn)的階段，它的優(yōu)秀性能必將為它帶來一片廣闊的應(yīng)用前景。