BN泡沫的制备方法、结构-性能关系及其在吸附净化、热电管理、电子封装等领域的应用，探讨了其作为多功能材料的潜力及产业化挑战。

　　阿查娜·维诺德（Archana Vinod） P. 杰瓦拉（P. Jwala） 阿帕尔娜·阿索克（Aparna Asok） 阿普库坦·萨里塔（Appukuttan Saritha）

　　印度喀拉拉邦科拉姆（Kollam）阿姆里塔维什瓦维迪亚佩塔姆（Amrita Vishwa Vidyapeetham）化学系

　　氮化硼（BN）是一种广受欢迎的纳米材料，以其出色的导电性、热稳定性、抗氧化性、机械强度等特性而闻名。当氮化硼被制成泡沫时，它们表现出优异的机械性能、热性能和介电性能，同时具有高孔隙率、大表面积和低密度。这些特性与氮化硼泡沫的疏水-亲油表面相结合，使其适用于吸附、绝缘和多功能应用。根据组成不同，氮化硼泡沫可分为三类：纯氮化硼泡沫、氮化硼/聚合物泡沫以及氮化硼泡沫/聚合物复合材料。本文综述了氮化硼泡沫的制备方法、结构-性能关系及其应用，特别探讨了其在净化、包装、电子和能源相关领域的应用。此外，还强调了氮化硼泡沫作为下一代多功能材料的新颖性，并与传统材料进行了系统比较。最后，对氮化硼泡沫在新兴技术中的研究和实际应用前景进行了展望。

　　氮化硼是一种在多种行业中都有应用的纳米材料。它具有优异的热稳定性、导电性、机械性能[1]、抗氧化性、宽禁带[2]、电绝缘性[3]、中子吸收能力[4]和光催化活性[5]等特性。氮化硼有六方相、非晶相、立方相和纤锌矿相三种晶体形式。与石墨烯类似，六方氮化硼（h-BN）具有蜂窝状六边形结构[6]，表现出良好的热稳定性、机械强度和化学抗性。为了满足不同应用需求，可以通过功能化、掺杂和杂化等方式对h-BN进行改性[7]，并将其用于纳米电子和光电子器件[8]。氮化硼纳米材料可应用于化妆品[9]、水中的有机污染物去除[10]、隔热[11]、水气净化[4]、防辐射设备[12]、催化材料[13]、氢储存[14]、介电基底[15]、抗氧化剂[16]、防腐材料[17]、医疗材料[18]、阻燃剂[19]等领域。此外，氮化硼泡沫还可用于波传输[20]、紫外线]等领域。

　　泡沫是一种应用广泛的优秀材料。通过将微孔结构与特定增强材料结合，可以制备出功能性的泡沫，称为功能微孔泡沫[24]。1937年，奥托·拜耳（Otto Bayer）首次使用聚氨酯合成了泡沫，聚氨酯是目前最常用的泡沫生产材料[25]。聚氨酯泡沫具有低密度、良好的透气性和弹性，可用于声音吸收、隔热、pg电子平台网站电磁干扰屏蔽、形状记忆等多种应用[26]。由于热塑性泡沫具有优异的机械性能、可回收性和热稳定性，也被广泛应用于各个领域。由于其轻质特性，泡沫还适用于汽车和航空航天领域；同时，由于其蜂窝结构能够吸收冲击能量，也可用于包装和防护装备；其强大的吸附能力使其适用于水净化和油污治理等环境应用[24]。

　　根据结构和组成，氮化硼泡沫可分为三类：纯氮化硼泡沫（BNF），完全由氮化硼制成，可通过气相法或模板辅助法合成；第二类是氮化硼/聚合物泡沫，氮化硼填料分布在聚合物基体中以改善其机械、热或介电性能；第三类是氮化硼泡沫/聚合物复合材料，具有优异的机械性能和各向同性的热性能，通过将预成型的氮化硼泡沫浸渍到聚合物基体中制备得到。

　　将氮化硼转化为泡沫具有重要意义，因为这样可以更灵活地利用其优异性能。氮化硼泡沫具有高孔隙率、大表面积和机械强度，提高了其吸附能力，适用于环境修复、绝缘和热管理等领域[27][28]。首例氮化硼泡沫由薛等人[29]采用无模板技术合成，形成互连的多孔结构，比表面积为1406 m2/g，这是此类材料的最高记录，因其出色的吸附能力可用于水净化。马莱基等人[30]制备了用于吸收发动机废油的3D互连多孔氮化硼泡沫，具有超疏水性和高吸附能力；奥武尔等人[31]通过原位冷冻干燥法合成了用于吸收二氧化碳的h-BN泡沫；林等人[32]报道了一种将一维多孔氮化硼微纤维自组装成开放孔结构的3D氮化硼泡沫的方法。这种泡沫具有优异的疏水-亲油特性，可用于净化应用（吸收油脂和有机溶剂），同时具有高回收效率。氮化硼泡沫还应用于热传导和介电领域。贾等人[33]在烧结镍粉模板上催化生长h-BN泡沫以增强导热性，奥里卡萨等人[34]采用无模板冷冻干燥法合成了层状结构的二维氮化硼纳米片（BNNP）泡沫。这些泡沫是出色的中子屏蔽材料。pg电子平台网站马等人[35]开发了一种新型聚酰亚胺-聚二甲基硅氧烷共聚物，结合SiO?纳米填料制备出柔性聚酰亚胺/SiO?/氮化硼泡沫，具有低介电常数、优异的耐热性和THz传输性能。贝内代蒂等人[36]采用冷冻干燥法合成了石墨烯/氮化硼/环氧复合材料，发现其机械和热性能优于单一填料系统。

　　尽管已有许多关于氮化硼基材料（如纳米片[37]、纳米管[39]、复合结构[41][42]的综述，但尚未专门研究氮化硼泡沫及其复合材料。现有研究主要关注氮化硼在涂层、热界面材料和混合聚合物系统中的作用。然而，氮化硼泡沫的独特优势（如轻质、高孔隙率和多功能性）尚未得到充分探索。本文综述了氮化硼转化为泡沫的各种技术（纯氮化硼泡沫、氮化硼/聚合物泡沫和氮化硼泡沫/聚合物复合材料），并介绍了其在净化、包装、电子、传感器、能源和环境等领域的应用，展示了氮化硼泡沫在未来的应用潜力。

　　氮化硼泡沫的制备方法主要有三类：溶液法、气相沉积技术和无模板或化学发泡/热解法[43]。研究人员利用这些技术实现了可调孔隙率、轻质和多功能性能。例如，林等人[32]描述了将一维多孔氮化硼微纤维自组装成开放孔结构的3D氮化硼泡沫的过程。

　　氮化硼泡沫以其出色的强度、刚度和韧性而著称，是需要在保持强度的同时实现轻量化的理想选择。本节探讨了氮化硼泡沫的关键机械性能，强调了其结构完整性和耐久性。尹等人[28]合成了超轻3D氮化硼泡沫，由于高孔隙率，该泡沫可承受高达70%的压缩而不变形。

　　氮化硼泡沫具有疏水-亲油表面，适用于吸附多种物质，如油脂、有机染料、二氧化碳（CO?）、液氮、萘等。高孔隙率和可控润湿性的结合使其成为分离和净化过程的理想吸附剂。曹等人[48]制备了可用于多种吸附应用的高孔隙氮化硼泡沫。

　　尽管氮化硼泡沫具有优异的热导率、化学稳定性和多功能性，但仍存在一些挑战。CVD和热解等制备技术成本较高、难以均匀放大且能耗大[28][45]；此外，孔结构控制、密度均匀性和循环载荷下的机械完整性维持也是难题[32]。将氮化硼泡沫与聚合物结合可能导致界面粘附力较弱。

　　氮化硼泡沫凭借出色的热稳定性、机械强度和介电性能以及低密度和高孔隙率，成为先进材料。这些特性加上疏水-亲油表面，使其在净化、包装、隔热等领域具有广泛应用潜力。通过将其与聚合物结合，可以进一步扩展其应用范围。