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多孔氮化硼生成机制关键突破,规模化制备应用铺平道路
2022年03月07日 发布 分类:技术前沿 点击量:599
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近日,英国伦敦帝国理工学院研究人员从化学形成和孔隙度发展的角度研究了多孔氮化硼的形成,分析了解到这种新型吸附材料形成的关键节点,为其在气体和液体分离的工业应用铺平了道路。该研究成果刊登于“Physical Chemistry C”期刊,论文地址:https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c08565

多孔氮化硼(BN)

多孔氮化硼(BN)以其高孔隙率和热稳定性而被视为有前途的新型吸附催化载体材料,目前已有研究将其用于碳捕获以及水过滤等,所以了解多孔BN的形成方式对于扩大使用它的合成和分离过程至关重要。然而,由于对多孔BN的形成机制缺乏了解,研究仍停留在实验室规模,这在很大程度上是一个“黑箱”,无法扩大规模。制备多孔BN的部分反应途径已被揭示,但它们省略了形成过程中的关键步骤,其中就包括孔隙度的形成控制,而这是其应用的关键参数。

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极具应用前景的材料——多孔氮化硼

研究小组确定,形成多孔BN所需的最低温度为700℃——这是确保仅获得氮化硼而不是在较低温度下形成其他中间分子的关键。研究人员还观察到在形成多孔 BN之前形成了无孔氮化碳——这是形成过程中的关键步骤,以前在类似研究中没有提到过。

该研究使用特定的试剂(用于进行化学反应的物质为硼酸、三聚氰胺和尿素),在最高1050℃的不同条件下对比结果,从而可以对多孔氮化硼的合成过程及其大规模吸附性能做出更大的预测。因此,接下来的步骤将涉及与制造商一起在更大的设置中试验合成过程,并针对不同的分离场景测试获得的产品。主要作者Anouk L'Hermitte 解释说:“我们的机理研究侧重于一组给定的合成条件。例如,如果要使用不同的试剂或不同的温度,最终的多孔氮化硼在纯度和孔隙率方面可能会略有不同。”


编译 YUXI

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