Absorbent s nitridom bóru proti znečisťovaniu ropou - fyzika; Viac - FAZ

Čistá voda je mimoriadne cenná komodita. Preto by ste ho mali vždy čistiť od nečistôt a znečisťujúcich látok. Bežné nečistoty z domácností a poľnohospodárstva je možné odstrániť v čističkách odpadových vôd. Napríklad priemyselné odpadové vody z tovární na papier, textil alebo kožu je však často potrebné predčistiť, pretože obsahujú látky ako oleje, farbivá a organické rozpúšťadlá.

znečisťovaniu

Austrálski a francúzski chemici vyvinuli nový absorbent na báze nitridu bóru, ktorý mimoriadne efektívne viaže tieto znečisťujúce látky a tým ich odstraňuje z vody. Táto jednoduchá zlúčenina bóru a dusíka sa zvyčajne používa ako brusivo, pretože je to najtvrdší materiál po diamantoch. Pomocou špeciálneho výrobného procesu však vedci spolupracujúci s Weiwei Lei dostali nitrid bóru hubovitú štruktúru. V tejto forme je materiál dosť nasiakavý a môže absorbovať olej alebo farbivá vo veľkých množstvách.

Pevné telo prijíma otvory

Vedci používajú na výrobu pórovitého nitridu bóru dve suroviny, oxid boritý a hydrochlorid guanidínu. Zmes sa dve hodiny zahrieva na 1100 stupňov Celzia, kým sa nevytvorí nadýchaný biely prášok. Nitrid bóru má podobnú štruktúru ako grafén, to znamená, že sa skladá z jednotlivých tenkých vrstiev, v ktorých atómy vytvárajú voštinový vzor. Tri také vrstvy sú naukladané na seba. Látka tiež preniká mnohými pórmi. Vznikajú pri výrobe v dôsledku vysokých teplôt spôsobených malými bublinami plynov, ako sú dusík alebo amoniak.

Recyklovateľná špongia

Porézny nitrid bóru preukázal svoje špeciálne absorpčné schopnosti, keď ho vedci skombinovali s vodou znečistenou olejom. Pôvodne biela látka vďaka absorbovanému oleju rýchlo stmavla. Už po dvoch minútach bol všetok olej absorbovaný („Nature Communications“, doi: 10.1038/ncomms2818). Bežné organické rozpúšťadlá, ako je toluén alebo etylénglykol, tiež absorbujú nitrid bóru. Pretože absorbent pláva na povrchu vody vo forme vločiek, je možné ho ľahko oddeliť a potom znovu získať. Naviazaný olej možno vymyť napríklad rozpúšťadlami. Nitrid bóru sa môže tiež zahriať na 600 stupňov. Potom horia ropa a organické znečisťujúce látky, zatiaľ čo pórovitý nitrid bóru zostáva nezmenený.

Neobvyklá úložná kapacita

V porovnaní s bežnými absorbentmi, ako je aktívne uhlie, má pórovitý nitrid bóru veľkú akumulačnú kapacitu a dokáže absorbovať viac ako tridsaťnásobok svojej vlastnej hmotnosti v organických rozpúšťadlách alebo oleji. Komerčne dostupné farbivá, ako je konžská červená alebo metylénová modrá, ktoré znečisťujú odpadové vody z textilných tovární, vylovia z vody pórovitý nitrid bóru. Či už ide o olej, rozpúšťadlo alebo farbivo - absorbované molekuly sú zadržiavané v početných póroch nitridu bóru a viazané na povrchu vločiek. Samotný olej má ďalší efekt, ktorý podporuje absorpciu: molekuly oleja sa tiež ukladajú medzi jednotlivými atómovými vrstvami nitridu bóru. To zvyšuje vzdialenosť medzi vrstvami a bobtnaním materiálu, čo je viditeľné na rôntgenovom difrakčnom obrazci.