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。