概述

六硼化鑭的熔點高，硬度大，熱和化學(xué)穩(wěn)定，并且具有電子逸出功小，發(fā)射率大(電流密度大)，效率高，抗中毒性能好，壽命長，耐離子轟擊和適應(yīng)性強等優(yōu)點，是一種性能優(yōu)良的熱陰極材料[1]。作為空心陰極小型化長壽命設(shè)計的首選電子源材料之一，六硼化鑭在中高功率空間電推進(jìn)任務(wù)中具有很好的應(yīng)用前景。特別是隨著高功率長壽命航天電推進(jìn)任務(wù)的論證，越來越受到國內(nèi)外電推進(jìn)研究領(lǐng)域的關(guān)注[2]。

制備方法

六硼化鑭的制備方法有多種選擇，例如以氯化鑭和硼氫化鉀為原料，在900℃保溫3 h可以制備六硼化鑭超細(xì)粉末，然后采用放電等離子體燒結(jié)可以制備六硼化鑭多晶體[3]。也可使用95%硼粉與三氯化鑭為主要原料，用硼熱還原法合成六硼化鑭粉末，硼、鑭含量達(dá)到99.89%。該方法由于生產(chǎn)過程中不引入任何碳、氧元素，所以得到的產(chǎn)品具有碳、氧含量低、純度高等特點[4]。除此之外，文獻(xiàn)還報道了另一種六硼化鑭粉末的制備方法。具體地，以工業(yè)純鋁，A110La中間合金和A13B中間合金為原料，該三種原料的質(zhì)量比為1:(0.5～0.8):(0.8～1.2)，熔體反應(yīng)法合成六硼化鑭粉末。該方法所需原料價格低廉，設(shè)備及工藝簡單，在常壓下即可進(jìn)行，所需溫度相對較低，且不需要保護(hù)氣氛，所制得的六硼化鑭顆粒形狀規(guī)則，為立方塊狀[5]。

分析測定

六硼化鑭試樣經(jīng)稀硝酸溶解，以乙二胺四乙酸二鈉為掩蔽劑，甘露醇為硼酸絡(luò)合劑，采用酸堿滴定法可以測定物質(zhì)中硼含量。該方法操作簡單、快速、準(zhǔn)確，具有良好的準(zhǔn)確度和精密度，硼回收率在99.45%-100.48%之間，RSD小于0.50%[6]。

應(yīng)用與研究

（1）為實現(xiàn)光合細(xì)菌產(chǎn)氫過程的光分頻利用，用六硼化鑭和殼聚糖制備光熱轉(zhuǎn)換發(fā)光發(fā)熱生物材料，研究不同六硼化鑭納米顆粒的生物材料在可見光下的吸光特性和光熱轉(zhuǎn)換特性。研究發(fā)現(xiàn)：該生物材料能較好地透過510～650 nm波長的光為光合細(xì)菌產(chǎn)氫供給光能，而其他波段的光用于激發(fā)六硼化鑭粒子產(chǎn)熱為光合細(xì)菌提供熱能。六硼化鑭納米顆粒的吸光度及光熱轉(zhuǎn)換能力受顆粒尺寸影響顯著，當(dāng)生物材料中六硼化鑭顆粒平均水力直徑為295 nm時，12 min內(nèi)的溫升速率為0.41℃/min，是載玻片的5.4倍[7]。

（2）將六硼化鑭、氧化石墨烯與基料聚乙烯醇縮丁醛共混制備納米復(fù)合涂料，通過提拉法在玻璃上制成透明隔熱薄膜。采用X射線衍射儀、掃描電鏡和紅外光譜儀對薄膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，用紫外-可見-近紅外分光光度計和熱重分析儀測試了薄膜的光學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加0.25%氧化石墨烯和0.30%六硼化鑭的聚乙烯醇縮丁醛薄膜不僅在可見光區(qū)有較好的透過率(73.4%)，對近紅外光有較好的阻隔(平均阻隔率33.3%)，而且熱穩(wěn)定性相比純聚乙烯醇縮丁醛薄膜有一定程度的提高[8]。

（3）基于六硼化鑭納米粒子的光熱轉(zhuǎn)換器件的制備方法及其水蒸發(fā)性能。以具有良好光熱轉(zhuǎn)換性能的六硼化鑭作為吸光材料，以親水性好和導(dǎo)熱系數(shù)低的海綿作為支撐體，過濾層和水的輸送層構(gòu)建的水蒸發(fā)器件用于海水淡化和廢水處理。以親水性多孔海綿為載體，將六硼化鑭，聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮研磨形成均一溶液后，通過蘸液法在海綿載體表面涂覆一層六硼化鑭，干燥后得到六硼化鑭納米粒子光熱轉(zhuǎn)換器件。制備的水蒸發(fā)器件表面蒸發(fā)面積和孔隙率可以根據(jù)海綿的尺寸，原料配比及用量來進(jìn)行控制。將該器件放入待蒸發(fā)的海水，酸性廢水，堿性廢水或者染料廢水中，光源照射后收集蒸發(fā)冷凝的干凈水資源。上述裝置結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能環(huán)保，操作簡單，無需專人看護(hù)[9]。

參考文獻(xiàn)

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[3]馬飛文,王吉林,廖和杰,等.放電等離子體燒結(jié)六硼化鑭（LaB6）及其工藝研究[J].中國陶瓷,2021,57(02):17-23.DOI:10.16521/j.cnki.issn.1001-9642.2021.02.003.

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[9]楊麗霞,張超凡,梁英,等.一種基于六硼化鑭納米粒子的光熱表面水蒸發(fā)器件的設(shè)計:CN201910845786.X[P].CN110407273A.