近日，英國(guó)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院研究人員從化學(xué)形成和孔隙度發(fā)展的角度研究了多孔氮化硼的形成，分析了解到這種新型吸附材料形成的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，為其在氣體和液體分離的工業(yè)應(yīng)用鋪平了道路。該研究成果刊登于“Physical Chemistry C”期刊，論文地址：https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c08565

多孔氮化硼（BN）以其高孔隙率和熱穩(wěn)定性而被視為有前途的新型吸附催化載體材料，目前已有研究將其用于碳捕獲以及水過(guò)濾等，所以了解多孔BN的形成方式對(duì)于擴(kuò)大使用它的合成和分離過(guò)程至關(guān)重要。然而，由于對(duì)多孔BN的形成機(jī)制缺乏了解，研究仍停留在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，這在很大程度上是一個(gè)“黑箱”，無(wú)法擴(kuò)大規(guī)模。制備多孔BN的部分反應(yīng)途徑已被揭示，但它們省略了形成過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，其中就包括孔隙度的形成控制，而這是其應(yīng)用的關(guān)鍵參數(shù)。

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極具應(yīng)用前景的材料——多孔氮化硼

研究小組確定，形成多孔BN所需的最低溫度為700℃——這是確保僅獲得氮化硼而不是在較低溫度下形成其他中間分子的關(guān)鍵。研究人員還觀察到在形成多孔 BN之前形成了無(wú)孔氮化碳——這是形成過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，以前在類似研究中沒有提到過(guò)。

該研究使用特定的試劑（用于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)為硼酸、三聚氰胺和尿素），在最高1050℃的不同條件下對(duì)比結(jié)果，從而可以對(duì)多孔氮化硼的合成過(guò)程及其大規(guī)模吸附性能做出更大的預(yù)測(cè)。因此，接下來(lái)的步驟將涉及與制造商一起在更大的設(shè)置中試驗(yàn)合成過(guò)程，并針對(duì)不同的分離場(chǎng)景測(cè)試獲得的產(chǎn)品。主要作者Anouk L'Hermitte 解釋說(shuō)：“我們的機(jī)理研究側(cè)重于一組給定的合成條件。例如，如果要使用不同的試劑或不同的溫度，最終的多孔氮化硼在純度和孔隙率方面可能會(huì)略有不同。”

編譯 YUXI

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