Absorbant cu azotură de bor împotriva poluării cu uleiuri - Fizică; Mai multe - FAZ
Apa curată este o marfă extrem de valoroasă. Prin urmare, ar trebui să-l curățați întotdeauna de murdărie și poluanți. Impuritățile comune din gospodăriile private și din agricultură pot fi eliminate în stațiile de epurare. Cu toate acestea, apele uzate industriale de la fabricile de hârtie, textile sau piele, de exemplu, trebuie deseori tratate în prealabil deoarece conțin substanțe precum uleiuri, coloranți și solvenți organici.
Chimiștii australieni și francezi au dezvoltat acum un nou absorbant pe bază de nitrură de bor care leagă acești poluanți extrem de eficient și astfel îi elimină din apă. Acest compus simplu de bor și azot este de obicei folosit ca abraziv, deoarece este cel mai greu material cunoscut după diamant. Cu toate acestea, folosind un proces special de fabricație, cercetătorii care lucrează cu Weiwei Lei au conferit nitrurii de bor o structură spongioasă. În această formă, materialul este destul de absorbant și poate absorbi ulei sau coloranți în cantități mari.
Un corp solid primește găuri
Cercetătorii folosesc cele două materii prime trioxid de bor și clorhidrat de guanidină pentru a produce nitrura de bor poroasă. Amestecul este încălzit la 1.100 grade Celsius timp de două ore până când se formează o pulbere albă pufoasă. Nitrura de bor are o structură similară cu grafenul, adică este alcătuită din straturi subțiri individuale în care atomii formează un model de fagure. Trei astfel de straturi sunt stivuite una peste alta. Substanța este, de asemenea, pătrunsă de mulți pori. Acestea apar în timpul producției din cauza temperaturilor ridicate cauzate de bulele mici de gaze precum azotul sau amoniacul.
Burete reciclabil
Nitrura de bor poroasă și-a arătat abilitățile speciale de a absorbi atunci când cercetătorii au combinat-o cu apă poluată cu ulei. Substanța albă inițial s-a întunecat rapid datorită uleiului absorbit. După doar două minute, tot uleiul a fost absorbit („Nature Communications”, doi: 10.1038/ncomms2818). Solvenții organici obișnuiți, cum ar fi toluenul sau etilen glicolul, absorb și nitrura de bor. Deoarece absorbantul plutește la suprafața apei sub formă de fulgi, poate fi ușor separat și apoi recuperat. Uleiul legat poate fi spălat cu solvenți, de exemplu. Nitrura de bor poate fi, de asemenea, încălzită la 600 de grade. Apoi, uleiul și contaminanții organici ard în timp ce nitrura de bor poroasă rămâne neschimbată.
Capacitate neobișnuită de stocare
În comparație cu absorbanții convenționali, cum ar fi cărbunele activ, nitrura de bor poros are o capacitate mare de stocare și poate absorbi de peste treizeci de ori greutatea sa în solvenți organici sau ulei. Coloranții disponibili în comerț, cum ar fi roșu Congo sau albastru de metilen, care poluează apele uzate din fabricile de textile, pescuiesc, de asemenea, nitrura de bor poroasă din apă. Indiferent dacă este ulei, solvent sau colorant - moleculele absorbite sunt ținute în numeroși pori ai nitrurii de bor și legați de suprafața fulgilor. Numai cu uleiul există un alt efect care favorizează absorbția: moleculele de ulei sunt, de asemenea, stocate între straturile atomice individuale de nitrură de bor. Acest lucru mărește distanța dintre straturi și materialul se umflă, ceea ce poate fi văzut în modelul de difracție cu raze X.