Hocheffiziente flüssige Exfoliation von Bornitrid-Nanoblättern unter Verwendung einer wässrigen Lösung von Alkanolamin

Hintergrund

Seit der Entdeckung von Graphen im Jahr 2004 wächst das Interesse an Graphen und seinen analogen zweidimensionalen Materialien [1, 2] weltweit. Einschichtige oder mehrschichtige Bornitrid-Nanoblätter (BNNSs), bekannt als „weißes Graphen“, haben eine nahezu identische Struktur wie Graphen, die sp ² hybridisierte B- und N-Atome binden kovalent zu hexagonalen Kristallen in Einzelschichten, was zu schwachen Van-der-Waals-Kräften zwischen ihnen führt. Aufgrund der Struktur und einer großen Bandlücke (5,5 eV) [2] verfügen BNNS über hervorragende mechanische, thermische und dielektrische Eigenschaften sowie über eine hervorragende chemische Stabilität und weisen damit große Potenziale in Anwendungen wie transparenten Folien auf [3, 4], Schutzbeschichtung [5, 6], fortschrittliche Verbundwerkstoffe [7,8,9], Dielektrika [10, 11] und elektronische Geräte [12, 13] usw.

Um ultradünne BNNS herzustellen, werden verschiedene Methoden wie Kugelmahlen [14,15,16], Interkalationsoxidation [17, 18], chemische Gasphasenabscheidung (CVD) [3, 4] und Flüssigexfoliation [2, 19,20,21,22,23,24,25,26,27,28] entwickelt wurden. Von diesen Methoden sind sowohl das Kugelmahlen als auch die Interkalations-Oxidation-Methoden zeitaufwändig und neigen dazu, Verunreinigungen und Defekte in den Proben zu induzieren, während die CVD hohe Kosten verursacht und zur Herstellung eines kontinuierlichen Films anstelle von dispersen Nanoblättern verwendet wird, die in praktischen Anwendungen beliebter sind. In jüngster Zeit hat die flüssige Exfoliation von BNNS aus hexagonalem Bornitrid (hBN)-Pulver viel Aufmerksamkeit erregt, da sie einfach zu handhaben, wirtschaftlich, fehlerfrei usw. ist. Die treibenden Kräfte wurden dynamisch Schallschwingungen [19, 20] oder Flüssigkeitsscherung zugeschrieben [21, 22] und thermodynamisch zur Minimierung der freien Gibbs-Mischungsenergie [23, 24] oder Grenzflächenenergie [25] zwischen den Nanoblättern und Lösungsmitteln. Demnach spielen Zusammensetzung und Eigenschaften des verwendeten Lösungsmittels beim Flüssigpeeling eine wichtige Rolle. Viele Untersuchungen haben gezeigt, dass hBN bevorzugt in wenigen reinen Lösungsmitteln wie N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP), Dimethylformanmid (DMF) und Isopropanol (IPA) exfoliert werden kann [9, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26] und einige gemischte Lösungsmittel [25, 27, 28, 29]. Es wurde jedoch selten über hocheffiziente und billige Lösungsmittel für die flüssige hBN-Peeling-Exfoliation berichtet, was die großtechnische Herstellung und Anwendung von BNNSs einschränkt.

In der vorliegenden Arbeit wurde zum ersten Mal eine wässrige Lösung von Monoethanolamin (MEA) für die flüssige Exfoliation von BNNSs versucht. Es wurde festgestellt, dass es hBN effizienter abblättert als die anderen Lösungsmittel mit sehr hoher Ausbeute. Darüber hinaus hat diese Lösung eine höhere spezifische Oberflächenspannung (SST) als die bekannter Lösungsmittel. Die erhaltenen BNNSs wurden durch Röntgenbeugung (XRD), Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Raman und Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) charakterisiert. Schließlich wurden die BNNS als Beispiel zur Verstärkung von Epoxidharz (ER) verwendet. Die erhaltenen Verbundwerkstoffe zeigten verbesserte thermische und mechanische Eigenschaften.

Ergebnisse und Diskussion

Abbildung 1a vergleicht sechs Lösungsmittel in Bezug auf die Ausbeute und Suspensionskonzentration von abgeblätterten BNNS. Es ist offensichtlich, dass MEA unter diesen Lösungsmitteln die höchste Ausbeute von bis zu 33,7% erzielt. Die resultierende Suspension ist milchweiß (siehe Kasten) mit einer hohen Konzentration von 1,3 mg/ml. Im Gegensatz dazu beträgt die Ausbeute anderer Lösungsmittel 12 % (DMF), 9,5 % (NMP), 8,4 % (tBA), 4,5 % (IPA) und 1,5 % (H₂ .). O), weit unter dem des ersteren. Die aus diesen Lösungsmitteln hergestellten Suspensionen sind durch merkliche Ausfällung transparent oder halbtransparent. Um die Stabilität der abgeblätterten Dispersion zu bewerten, haben wir die UV-Vis-Absorption (400 nm) normalisiert auf ihren Anfangswert (A /A ₀ ) der MEA-exfolierten Suspension in Abhängigkeit von der Lagerzeit, wie in Abb. 1b gezeigt. Zum Vergleich wurde die Absorption der NMP-abgeblätterten Suspension zusammen angegeben. Es zeigt, dass beide Aufhängungen stabil sind, also die A /A ₀ behält nach 50 h Stehen etwa 90 % bzw. 86 % bei, wenn die Tyndall-Streuung noch klar ist, wie im Einschub von Abb. 1b gezeigt.

Vergleich von a die Ausbeute und Suspensionskonzentration von BNNSs exfoliert in verschiedenen Lösungsmitteln und b normalisierte Extinktion der MEA- und NMP-exfolierten Suspensionen im Vergleich zur Lagerzeit

Um die Exfoliation in wässriger MEA-Lösung weiter zu untersuchen, wurden die Ausbeute und Suspensionskonzentration von exfolierten BNNSs in Abhängigkeit vom Massenprozentsatz Wasser mit der entsprechenden spezifischen Oberflächenspannung (SST) in Abb. 2a aufgetragen. Mit zunehmendem Wassergehalt nimmt die Ausbeute zunächst ab und steigt dann auf einen Spitzenwert an, gefolgt von einem sukzessiven Abfall bis nahe Null in reinem Wasser. Die höchste Ausbeute von 42 %, die einer Suspensionskonzentration von 1,5 mg/ml entspricht, wurde in MEA-30 Gew.-% H₂ . erreicht O-Lösung mit einem hohen SST von mehr als 50 mJ/m ² . Nach unserem besten Wissen ist diese Ausbeute möglicherweise der höchste Wert, der in der Literatur für die flüssige Exfoliation von BNNS und anderen zweidimensionalen Materialien angegeben wurde (Zusatzdatei 1:Tabelle S1). Selbst im Vergleich zu anderen Peeling-Methoden (zusätzliche Datei 1:Tabelle S2) wie Interkalation und Kugelmühlen-Peeling ist dieses Ergebnis immer noch sehr wettbewerbsfähig. Außerdem kann die MEA-Lösung eine höhere Exfoliationsausbeute (mehr als 30 %) beibehalten, wenn ihr Wassergehalt stark zwischen 20 und 60 Gew.-% variiert, was bedeutet, dass BNNSs in dieser Lösung wirtschaftlicher hergestellt werden können als andere reine Lösungsmittel. In ähnlicher Weise haben wir die Stabilität von zwei Suspensionen verglichen, die mit MEA-30 Gew.-% H₂ . abgeschält wurden O und NMP-30 Gew. % H₂ O jeweils in Abb. 2b. Im Vergleich zu Abb. 1b zeigen sie eine höhere Konzentration und eine erhöhte Extinktion aufgrund der erhöhten Ausbeute, die entsprechende Extinktion erhöht sich um 8 bis 98 % und um 5 bis 91 %. Dies zeigt an, dass die Stabilität des abgeblätterten Produkts aufgrund der Zugabe von Wasser zunimmt. Von nun an spezifizieren wir die BNNS als solche, die durch MEA-30 Gew.-% H₂ . abgeblättert werden O.

a Abhängigkeit der Ausbeute und Suspensionskonzentration von BNNSs, die in wässriger MEA-Lösung exfoliert wurden, von den Massenprozenten an Wasser und der entsprechenden spezifischen Oberflächenspannung der Lösung. b Normalisierte Absorption von MEA-30 Gew. % H₂ O- und NMP-30 Gew.-% H₂ O-exfolierte Suspensionen im Vergleich zur Lagerzeit

Aus den obigen Beobachtungen ergeben sich nun zwei Probleme:erstens, wie ist die überlegene Exfoliationsleistung von MEA im Vergleich zu anderen Lösungsmitteln zu verstehen; Zweitens, warum kann die Zugabe von Wasser in angemessener Menge in MEA das Peeling verbessern? Hinsichtlich des ersten Problems greifen wir auf die Löslichkeitsparametertheorien (SPTs) zurück. Diesen Theorien folgend, haben Coleman et al. [23, 24] schlugen vor, dass Lösungsmittel für eine effektive Exfoliation solche mit dispersiven, polaren und H-Brücken-Löslichkeitsparametern sind, die denen von geschichteten Materialien entsprechen, um die Exfoliationsenergie zu minimieren. Sie fanden heraus, dass hBN in diesen Lösungsmitteln mit einem SST nahe 40 mJ/m ² . am effektivsten dispergiert wird . In anderen Studien [16, 28] wurde dieser Wert mit 20–40 mJ/m ² . angegeben . In unserem System hat reines MEA einen SST von 44,8 mJ/m ² nach ref. [30] (wobei die Daten bei 50 °C gemäß den experimentellen Bedingungen aufgenommen wurden, die gleichen unten), was in etwa mit diesem Fall übereinstimmt. Wenn MEA jedoch mit 20–60 Gew.-% Wasser gemischt wird (das zweite Problem), wurde in dieser Lösung eine verstärkte Exfoliation beobachtet, deren SST etwa 49–55 mJ/m ² . beträgt (Abb. 2a) und viel höher als die vorherigen Werte. Diese verstärkte Exfoliation, die bei hohen SST von gemischten Lösungsmitteln auftrat, ist vermutlich auf folgende Faktoren zurückzuführen:(1) MEA-Moleküle, die aufgrund der Wechselwirkungen zwischen Amino- und Hydroxylgruppen dazu neigen, ein Netzwerk oder eine ringförmige Struktur zu bilden, werden durch die hinzugefügten Wassermoleküle desaggregiert [31], wodurch sie leichter BN-Schichten einlagern und die Exfoliation verbessern können; (2) das Wasser bewirkt, dass die Aminogruppen von MEA, die auf BNNSs absorbiert werden, hydrolysiert werden und erhöht das Oberflächenpotential der BNNS, wodurch eine zusätzliche elektrostatische Stabilität eingeführt wird, wie bei MEA-30 Gew.-% H₂ . beobachtet O-abgeblätterte BNNS-Suspension (Abb. 2b); (3) mehr oder weniger Zugabe des Wassers würde von der obigen Bedingung abweichen und das flüssige Peeling einschränken.

Abbildung 3a, b zeigen die SEM-Bilder von reinem hBN bzw. BNNS. Reines hBN zeigt sich als zweidimensionale selbststehende Plättchen mit einer seitlichen Abmessung von etwa 0,5 bis 5 μm und einer Anfangsdicke von mehr als 100 nm. Im Gegensatz dazu liegen BNNSs aufgrund einer effektiven Exfoliation flach auf dem Substrat und die oberen Schichten sind für Elektronenstrahlen transparent, um die unteren Schichten zu sehen (Abb. 3b). Das Rasterkraftmikroskop (AFM)-Bild (Abb. 3c) zeigt, dass die meisten der abgeblätterten BNNS eine Dicke von weniger als 5 nm haben. Die Morphologie dieser BNNSs wurde weiter durch TEM charakterisiert (Abb. 3d–f). Wie in Abb. 3d zu sehen ist, bedecken mehrere sehr dünne BNNSs den Trägerfilm, dessen Morphologie dem REM-Bild ähnelt. Abbildung 3e zeigt ein abgeblättertes Fünfschicht-Atom-BNNS mit einer Dicke von etwa 1,8 nm. Sein interplanarer Abstand wird mit 0,35 nm gemessen, was der (002)-Ebene entspricht. Die ausgewählte Flächenelektronenbeugung (Einschub in Abb. 3e) zeigt die gute sechszählige Symmetrie von BNNSs, was darauf hinweist, dass BNNSs strukturell integral sind und während der Ultraschall-Exfoliation nicht beschädigt werden. Hochauflösendes TEM-Bild (Abb. 3f, links) zusammen mit seiner inversen schnellen Fourier-Transformation (IFFT) (Abb. 3f, rechts) bestätigt die hexagonale Atomkonfiguration von BNNSs, und der Einschub im IFFT-Bild zeigt an, dass der Mittenabstand zwischen benachbarten sechseckige Ringe beträgt 0,25 nm [14].

REM-Bilder von unberührtem hBN (a ) und BNNSs (b ), AFM-Bild (c ), TEM-Bilder (d –e ) von BNNSs und hochauflösendes TEM-Bild (f ) eines BNNS (links) und sein IFFT-Bild (rechts)

Abbildung 4a zeigt das XRD-Muster von reinem hBN und BNNSs. Die hexagonale Phase von reinem hBN ist durch die Peaks bei 2θ . gekennzeichnet = 26,8°, 41,7°, 43,9°, 50,2° und 55,2°, die dem (002) (d ₀₀₂ = 0,33 nm), (100), (101), (102) bzw. (004) Ebenen. Im Gegensatz dazu zeigen diese Peaks von BNNSs eine reduzierte Intensität und Schärfe, die mit ihrer abgeschwächten c-Richtungs-Stapelung korreliert [29]. Eine leichte Verschiebung des (002)-Peaks von 2θ = 26,8° (hBN) bis 26,2° (BNNSs) zeigt einen erhöhten Schichtabstand (d ₀₀₂ = 0,35 nm). Darüber hinaus zeigt der Einschub, dass das Intensitätsverhältnis von (004)-Peak zu (100)-Peak, I ₀₀₄ /Ich ₁₀₀ , von BNNSs ist 0,316, weit weniger als die von hBN (0,802), was durch die bevorzugte Orientierung der abgeblätterten (004) oder (002) Ebene interpretiert werden kann [26]. Abbildung 4b zeigt die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR)-Spektren von reinem hBN und BNNSs. Der hBN hat zwei charakteristische Peaks bei 1389 und 803 cm ⁻¹ , die die B–N-Streckschwingung in der Ebene bzw. die B–N-Biegeschwingung außerhalb der Ebene darstellen. Sie haben eine Blauverschiebung zu 1395 und 810 cm ⁻¹ als das hBN in BNNSs abgeblättert wurde. Diese Verschiebung kann auf die Verdünnung von hBN nach der Exfoliation zurückgeführt werden, die die Streckschwingung und insbesondere die Biegeschwingung von B-N-Bindungen verstärkt. Außerdem das schwächere Band bei ~3400 cm ⁻¹ korreliert mit OH- oder N-H-Streckschwingungen oder absorbierten Wassermolekülen, die in BN-Materialien häufig beobachtet werden. Die Raman-Spektren sind in Abb. 4c dargestellt. Der starke Peak bei 1366,8 cm ⁻¹ präsentiert die Hochfrequenz-Zwischenschicht Raman active E_2g Modus von reinem hBN. Nach dem Peeling ändert sich das Rot auf 1363,8 cm ⁻¹ mit erhöhter Halbwertsbreite, was auf eine reduzierte Wechselwirkung zwischen den Schichten der abgeblätterten Produkte schließen lässt [32, 33], was mit den XRD- und FTIR-Ergebnissen übereinstimmt.

a XRD, b FTIR und c Raman-Analyse von reinem hBN und BNNSs

Die chemische Zusammensetzung und Bindungszusammensetzung von BNNSs wurde weiter durch XPS charakterisiert (Abb. 5). Die XPS-Untersuchung (Abb. 5a) zeigt die Koexistenz von B und N als Hauptelemente und O und C als Verunreinigungen in den Proben. Das B/N-Verhältnis liegt mit etwa 1,07 nahe an den berichteten Werten [16, 34]. Im B1s-Spektrum (Abb. 5b) kann der Peak mit zwei Komponenten angepasst werden:B-N-Bindung (190.4 eV) und B-O-Bindung (191.2 eV). Letztere können durch Hydrolyse [35] von B-Atomen in defekten BN-Schichten oder dem adsorbierten H₂ . gebildet werden O in BN-Schichten während des Peelings. Im N1s-Spektrum (Abb. 5c) wird der kleine Peak bei 399 eV der N-H-Bindung zugeordnet, die möglicherweise bei der Hydrolyse zusammen eingeführt wird. Das hBN zeigt ähnliche XPS-Spektren (zusätzliche Datei 1:Abbildung S1), außer dass der B-O-Bindungsbeitrag im B1s-Peak und der N-H-Bindungsbeitrag im N1s-Peak fehlen.

XPS-Spektren von a BNNS-Umfrage, b B1s und c N1s

Als Anwendung haben wir ER-BNNS-Komposit durch Dispergieren der BNNSs in ER-Polymer hergestellt. Abbildung 6 führt die DMA- (a, b) und mechanischen Tests (c) für das erhaltene ER-1% BNNS-Komposit und reines ER durch. Abbildung 6a zeigt, dass der Speichermodul E ′ des Komposits ist höher als reines ER im glasigen Zustand, was auf eine erhöhte Steifigkeit des Komposits hinweist. Dies kann auf die Einführung von starren PVP-funktionalisierten BNNSs sowie auf die starke Wechselwirkung zwischen den BNNSs und der ER-Matrix zurückgeführt werden. Abbildung 6b zeigt die Abhängigkeit des Verlustmoduls tanσ von reinem ER und ER-1% BNNSs auf die Temperatur, wobei die dem Verlustpeak entsprechende Temperatur die Glasübergangstemperatur T . anzeigt _g [36]. Es zeigt, dass reines ER ein T . hat _g Peak bei 130 °C mit einer Intensität von 0,28. Nach Zugabe von 1 Gew. % PVP-funktionalisiertem BNNS (BNNSs-PVP) in ER wird das T _g Peak verschiebt sich auf 165 °C mit einer erhöhten Intensität von 0,58. Dies legt nahe, dass zweidimensionale BNNSs einerseits die segmentale Bewegung und Relaxation von ER-Polymeren durch Raumbegrenzung und Grenzflächenbindung effektiv einschränken können, sodass die T _g der zusammengesetzten Zunahmen und erzeugen andererseits zahlreiche Heterogrenzflächen in der gesamten Matrix, was zu einer Zunahme des Spannungsverlusts führt. Um die Verstärkungswirkung der BNNS zu bewerten, vergleicht Abb. 6c die Zugfestigkeit σ _s und Elastizitätsmodul Y für reines ER und ER-1% BNNSs. Es zeigt σ _s = 64,25 MPa und Y = 1.3 GPa für reines ER, während σ _s = 73,5 MPa und Y = 2,01 GPa für ER-1% BNNS. Das heißt, eine Zugabe von nur 1 Gew.-% BNNSs-PVP erhöht σ _s und J des ER um 14,4 bzw. 53,8%. Der Eigenschaftsvergleich legt nahe, dass unser ER-1% BNNS-Komposit den meisten in der Literatur beschriebenen BN-gefüllten Polymeren überlegen ist (zusätzliche Datei 1:Tabelle S3).

a Speichermodul E , b Verlustmodul tan σ , und c Zugfestigkeit σ _s und Elastizitätsmodul Y von reinem ER und ER-1% BNNS

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend haben wir über wässrige MEA-Lösung als eine neue Art von gemischten Lösungsmitteln für die hocheffiziente und kostengünstige Flüssig-Peeling von BNNS berichtet. Die Kontrollexperimente zeigen, dass MEA hBN besser ablösen kann als derzeit bekannte Lösungsmittel, und diese Fähigkeit kann durch Zugabe von Wasser in einer geeigneten Menge in MEA weiter verbessert werden. Im Optimum wurde eine Peeling-Ausbeute von mehr als 40 % in MEA-30 Gew.-% H₂ . erreicht O-Lösung. Außerdem haben wir festgestellt, dass diese Lösung, wenn sie zur effizientesten Exfoliation von BNNSs führt, einen viel hohen SST aufweist, der stark von den Vorhersagen der SPTs abweicht, was darauf hindeutet, dass zusätzliche Wechselwirkungen in SPTs berücksichtigt werden müssen, um die flüssige Exfoliation besser interpretieren zu können. Die exfolierten BNNSs demonstrieren die Fähigkeit, die thermischen und mechanischen Eigenschaften von Polymeren signifikant zu verbessern. Das hier beschriebene gemischte Lösungsmittel ermöglicht die skalierbare Exfoliation und Anwendung von BNNSs und weist ein großes Potenzial bei anderen Peeling-Techniken, wie Scher- und Kugelmühlen-Exfoliation, und anderen zweidimensionalen Materialien auf.

Methoden

Materialien

hBN-Pulver (1~5 μm, 99,5%), Monoethanolamin (MEA), N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP), Isopropanol (IPA), Dimethylformanmid (DMF), tert-Butanol (tBA), Polyvinylpyrrolidon (PVP, molekular) Gewicht ~8000), Methylhexahydrophthalicanhydrid (MeHHPA) und 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol (DMP-30), bezogen von Aladdin Industrial Corporation, Shanghai, waren von Reagensqualität. Bisphenol-A-Epoxidharz (Epoxidzahl 0,48 bis 0,54) wurde von Baling Company, SINOPEC, bereitgestellt.

Vorbereitung von BNNS

Typischerweise wurden 200 mg reines hBN-Pulver in 50 ml MEA oder wässriger MEA-Lösung mit einem bestimmten Wassergehalt in einem 200 ml-Becher gemischt, bevor sie 4 h lang bei etwa 50 °C in einem 6-l-Bad-Beschallungsgerät (KQ3200DA, Kunshan Shumei) betrieben bei 40 kHz und lieferte eine Verlustleistung von 150 W. Die resultierende Suspension wurde 20 min bei 3500 U/min zentrifugiert. Der Überstand wurde dekantiert, um eine konzentrierte Lösung von abgeblätterten BNNSs zu ergeben. Es wurde wiederholt mit Ethanol gewaschen und über Nacht bei 100 °C vakuumgetrocknet, was das BNNS-Pulver ergab. Die Ausbeute ist definiert als das Massenverhältnis von abgeblättertem BNNS zu reinem hBN. Zum Vergleich wurden mehrere gängige Lösungsmittel wie NMP, DMF, IPA und tBA ausgewählt, um hBN-Pulver nach demselben Verfahren zu exfolieren.

Vorbereitung des ER-BNNS-Composites

Zuerst wurden 30 mg BNNS-Pulver und 100 mg PVP in 10 ml DMF dispergiert. Dann wurde die Dispersion 6 h bei 100 °C gerührt, damit PVP an den Oberflächen von BNNSs haften konnte. Die resultierende Suspension wurde getrennt, gewaschen und nach dem obigen Verfahren getrocknet, was PVP-funktionalisierte BNNSs (BNNSs-PVP) ergab. Drittens wurden Bisphenol-A-Epoxidharz, MeHHPA und BNNSs-PVP (41:57,5:1, bezogen auf das Massenverhältnis) 40 Minuten lang gemischt, bevor sie 20 Minuten lang bei 60 °C vakuumentgast wurden; der Mischung wurde 0,5% DMP-30 als Promotor zugesetzt und dann 10 Minuten lang beschallt. Schließlich wurde die resultierende Paste in eine Form gegossen und unter Verwendung eines Heizverfahrens ausgehärtet:80 °C/10 h + 100 °C/3 h + 150 °C/3 h, wodurch die ER-1% BNNS-Verbundplatten als Testproben gebildet wurden . Zum Vergleich wurden reine ER-Proben unter Verwendung des obigen Verfahrens in Abwesenheit von BNNSs-PVP erhalten. Die Proben sind bandförmig (DMA-Test) mit einer Größe von 10 mm × 25 mm × 1 mm oder hantelartig (mechanischer Test) mit einer Dicke von 1 mm.

Charakterisierung

Optische Absorptionsspektren wurden von einem Spektrophotometer (UV-vis; Persee T1910) aufgenommen. Die chemischen Komponenten wurden mit Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR; Bruker IFS66V), Raman-Spektrometrie (RS; HORIBA JY, LabRAMXploRA ONE) und Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS; Kratos Axis Supra, Al-Kα-Strahlung) analysiert. Die Phasen wurden durch Röntgenbeugung (XRD; PANalytical, X’Pert PRO, Cu-Kα-Strahlung, 1,54 Å) identifiziert. Die Morphologie und Größe der Nanoblätter wurde mit Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie (REM; Hitachi, S4800), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM; JEOL, JEM-2010) und Rasterkraftmikroskopie (AFM; Bruke, Dimension Icon) beobachtet. Für ER/BNNS-Proben wurde eine dynamisch-mechanische Analyse mit einem dynamisch-mechanischen Analysator (DMA; DMA8000, Perkin Elmer) basierend auf einem einzelnen Auslegermodus bei einer Frequenz von 1 Hz durchgeführt. Die Zugfestigkeit und der Young-Modul wurden mit einer elektronischen Universalprüfmaschine (CMT-200, Jinan Liangong) mit einem Lastbereich von 0~200 kN gemessen.