Bór-nitriddel abszorbens az olajszennyezés ellen - fizika; Tovább - FAZ
A tiszta víz rendkívül értékes árucikk. Ezért mindig tisztítsa meg a szennyeződéstől és a szennyeződésektől. A szennyvíztisztító telepekben a magánháztartások és a mezőgazdaság közös szennyeződései eltávolíthatók. A papír-, textil- vagy bőrgyárakból származó ipari szennyvizet azonban gyakran elő kell kezelni, mert olyan anyagokat tartalmaz, mint olajok, színezékek és szerves oldószerek.
Ausztrál és francia vegyészek most kifejlesztettek egy új bór-nitrid alapú abszorbens anyagot, amely rendkívül hatékonyan megköti ezeket a szennyező anyagokat, és így eltávolítja őket a vízből. Ezt az egyszerű bór- és nitrogénvegyületet általában csiszolóanyagként használják, mivel ez a legkeményebb anyag a gyémánt után. Egy speciális gyártási eljárás alkalmazásával azonban a Weiwei Lei-vel dolgozó kutatók szivacsos szerkezetet adtak a bór-nitridnek. Ebben a formában az anyag elég nedvszívó, és nagy mennyiségben képes felvenni az olajat vagy a festékeket.
A szilárd test lyukakat fogad
A kutatók a két nyersanyagot, bór-trioxidot és guanidin-hidrokloridot használják a porózus bór-nitrid előállításához. Az elegyet két órán át 1100 Celsius fokig melegítjük, amíg bolyhos fehér por képződik. A bór-nitrid szerkezete hasonló a grafénéhoz, vagyis egyedi vékony rétegekből áll, amelyekben az atomok méhsejtmintát képeznek. Három ilyen réteg van egymásra rakva. Az anyagot sok pórus is átjárja. Ezek a termelés során keletkeznek a kis gázbuborékok, például nitrogén vagy ammónia által okozott magas hőmérséklet miatt.
Újrahasznosítható szivacs
A porózus bór-nitrid megmutatta különleges felszívódási képességét, amikor a kutatók olajjal szennyezett vízzel kombinálták. Az eredetileg fehér anyag az abszorbeált olaj miatt gyorsan sötét lett. Két perc elteltével az összes olaj felszívódott („Nature Communications”, doi: 10.1038/ncomms2818). A szokásos szerves oldószerek, például toluol vagy etilén-glikol is felszívják a bór-nitridet. Mivel az abszorbens pelyhek formájában lebeg a víz felszínén, könnyen elválasztható, majd visszanyerhető. A megkötött olajat például oldószerekkel lehet kimosni. A bór-nitridet 600 fokra is fel lehet melegíteni. Ezután olaj és szerves szennyező anyagok égnek, miközben a porózus bór-nitrid változatlan marad.
Szokatlan tárolókapacitás
A hagyományos abszorbensekhez, például az aktív szénhez képest, a porózus bór-nitrid nagy tárolókapacitással rendelkezik, és saját tömegének több mint harmincszorosát képes felszívni szerves oldószerekben vagy olajban. A kereskedelemben kapható színezékek, például a kongói vörös vagy a metilénkék, amelyek szennyezik a textilgyárak szennyvizeit, szintén a porózus bór-nitridet halászják ki a vízből. Legyen olaj, oldószer vagy festék - az abszorbeált molekulákat a bór-nitrid számos pórusában tartják, és megkötik a pelyhek felületén. Önmagában az olajnak van egy másik hatása, amely kedvez az abszorpciónak: az olajmolekulák a bór-nitrid egyes atomrétegei között is tárolódnak. Ez megnöveli a rétegek közötti távolságot és az anyag megduzzad, ami látható a röntgendiffrakciós mintázatban.