نيتريد بور يك سراميك غيراكسيدي است كه خواص ويژه¬اي از جمله مقاومت به اكسيداسيون در دماي بالا، قابليت جذب گاز هيدروژن بالا، ضريب دي الكتريك پايين و... را داراست. با توجه به خواص ويژه BN، اين ماده در كاربردهاي مختلفي مانند صنايع الكترونيك، تصفيه آب، پايه كاتاليست، جاذب گازهايي مانند هيدروژن مورد استفاده قرار گرفته است. در برخي از اين كاربردها افزايش سطح ويژه، كارايي اين ماده را بسيار افزايش مي¬دهد كه مي¬توان به صورت خاص به جذب هيدروژن و جذب مواد نفتي اشاره كرد. با توجه به دماي سنتز بالاي اين ماده تا كنون روش ساده¬اي جهت كنترل شكل و اندازه حفرات ارائه نشده است. در اين اختراع نيتريد بور در يك مرحله با استفاده از سورفكتانت كاتيوني CTAB(Cetrimonium bromide) و پيش ماده آمونيا بوران در دماي ºC 1150 به صورت نانورقهاي با حفرات نانومتري سنتز شده است. نانوورقهاي بدست آمده داراي قابليت بالاي جذب مواد آلاينده از آب مي باشند.

امروزه مسئله تأمين آب سالم و انرژي دو چالش اساسي پيش روي جهان است. با توجه به محدوديت‌هاي موجود در منابع آب سالم شيرين، نمك‌زدايي از آب‌هاي لب شور و آب دريا جهت تأمين آب مورد نياز براي مصارف مختلف، به عنوان راه‌حلي براي رفع مشكل كمبود آب در نظر گرفته شده است. امروزه روش‌هاي مختلفي در ابعاد صنعتي به فرايند نمك‌زدايي مي‌پردازند؛ از جمله روش‌هاي حرارتي مبتني بر تبخير و تقطير و يا روش‌هاي مبتني بر استفاده از غشاء. در تمامي اين روش‌ها انرژي بسيار زيادي مصرف مي‌گردد تا نمك موجود در آب از آن جدا شود. به عنوان مثالي از روشي با استفاده از غشاها، روش اسمز معكوس كه به عنوان پركاربردترين روش نمك‌زدايي مورد استفاده قرار گرفته است، نيازمند انرژي بسيار زيادي است تا آب با فشار بالا از درون غشاهاي غير متخلخل عبور داده شوند. علاوه بر اين مقدار مصرف انرژي، امكان اشباع شدن و از بين رفتن غشاها نيز وجود دارد و همچنين درصد زيادي پساب در مجموعه به وجود مي‌آيد. با توجه به اين مشكلات در چند سال اخير توجه پژوهش‌هاي بسيار زيادي بر روي روش يون زدايي خازني متمركز گرديده به گونه‌اي كه گروه‌هاي تحقيقاتي فراواني سالانه مقالات بسياري در اين زمينه به چاپ مي‌رسانند و علاوه بر چند ده مورد ثبت اختراع در اين زمينه، چندين شركت شروع به انجام فعاليت‌هاي تجاري در زمينه يون زدايي خازني نموده‌اند. در اين روش با عبور آب حاوي نمك از درون يا از ميان دو الكترود متخلخل، و با اعمال ولتاژ الكتريكي، يون‌هاي نمك درون آب جذب سطح الكترود متخلخل مي‌گردند و بدين گونه نمك موجود در آب حذف مي‌گردد. انرژي مصرفي براي حذف يون‌ها در اثر تشكيل لايه مضاعف الكتريكي در سطح الكترودها، درون خازن تشكيل‌شده از اين مجموعه ذخيره مي‌گردد. پس از شارژ كامل خازن، با قطع ولتاژ اعمالي با آزاد شدن يون‌ها از سطح الكترود انرژي تحت عنوان جريان دشارژ توسط خازن توليد مي‌گردد و آب خروجي در اين مرحله حاوي مقادير زيادي يون نمك بوده و به عنوان پساب در نظر گرفته مي‌شود. با توجه به اينكه مي‌توان از منبعي ثابت به غير از منبع آب در حال يون زدايي به عنوان شست و شو دهنده استفاده نمود، مقدار پساب توليدي بسيار ناچيز است. علاوه بر آن با توجه به اينكه يون‌ها در داخل الكترود باقي نمي مانند؛ برخلاف روش‌هاي غشايي كه در آن‌ها به علت به دام افتادن يون‌ها، غشاها اشباع و فرسوده مي‌گردند. به همين علت طول عمر الكترودهاي استفاده‌شده در فرايند يون زدايي خازني بسيار بالا است. مواد متخلخل كربني مانند كربن فعال، كربن مزو متخلخل، ائروژل هاي كربني و همچنين نانو ساختارهاي كربني مانند نانو لوله‌هاي كربني و گرافن به علت داراي بودن سطح ويژه بسيار بالا و همچنين به علت هدايت بالاي الكتريكي، گزينه‌هاي بسيار مناسبي براي استفاده به عنوان الكترود در فرايند يون زدايي خازني هستند. در اين پژوهش سلول يون زدايي خازني با الكترودهاي نانو لوله كربني ساخته شده و ويژگي‌هاي سلول ساخته‌شده مورد مطالعه قرارگرفته شده است. عواملي مانند ظرفيت خازن ساخته‌شده، مقدار نمكي كه از آب حاوي يون مي‌توان به ازاي يك گرم الكترود جدا كرد (بازده جذب)، و همچنين ديگر عواملي كه نشان‌دهنده بازده فرايند هستند اندازه‌گيري و محاسبه گرديد. مطالعه بر روي غلظت‌هاي مختلف يون در آب انجام گرفته است و مجموعه‌اي از عوامل موثر بر فرايند يون زدايي خازني مورد مطالعه قرار گرفته است. علاوه بر اين در اين پژوهش كربن مزو متخلخل به روش‌هاي مختلف سنتز گرديده است و اثر افزودن مقادير مختلف نانو لوله‌هاي كربني بر روي هدايت الكتريكي و عملكرد آن‌ها در فرايند يون زدايي خازني مورد مطالعه قرار گرفته است.

مواد مزومتخلخل (موادي با تخلخل هاي 50-2 نانومتر) به دليل دارا بودن سطح ويژه ي بالا و ويژگي هاي مطلوب ديگر از جمله حجم بالاي تخلخل، قابليت كنترل شكل و توزيع اندازه تخلخل ها، تنظيم تركيب ديواره ها و همچنين قابليت اصلاح سطح، كاردبردهاي زيادي را در حوزه هاي مختلف به خود اختصاص داده اند. در ميان اين مواد، مزومتخلخل اكسيد تنگستن در كاربردهايي از جمله توليد فوتوالكتروشيميايي گاز هيدروژن، حسگرهاي گاز، مواد الكتروكروميك، فتوكروميك، ترموكروميك و همچنين مواد كاتاليستي مورد توجه قرار گرفته است. يكي از روش هاي سنتز مواد مزومتخلخل روش قالبگيري نرم است كه در آن از يك قالب آلي مولكولي مانند سورفكتانت ها و يا كوپليمرهاي بلوكي جهت ايجاد تخلخل استفاده مي شود و شبكه ي معدني از طريق انجام فرايند سل- ژل حول آن شكل مي گيرد. از جمله مشكلات سنتز مزومتخلخل اكسيد فلزات انتقالي (مانند اكسيد تنگستن) به اين روش عدم دستيابي به سطح ويژه مطلوب است. زيرا دشواري كنترل سرعت هيدروليز و تراكم ديواره هاي اكسيدي در فرآيند سل- ژل و همچنين تخريب ساختار تخلخل ها در نتيجه ي تبلور اين ديواره ها منجر به دستيابي به سطح ويژه ي پايين- بسيار پايين تر از تركيبات سيليكايي و كربني- مي شود. اين در حالي است كه وجود ساختار متبلور در برخي از كاربردهاي مذكور اهميت ويژه اي دارد. علاوه بر آن تاكنون بيشتر مقالات منتشر شده در سطح بين الملل، از پيش ماده ي گران قيمت و سمّي كلريد تنگستن (WCl6) براي سنتز اكسيد تنگستن مزومتخلخل استفاده نموده اند و محققين ذكر كرده اند كه ساختار تخلخل ها پس از تبلور ديواره ي اكسيدي به شدت تخريب شده است. در طرح حاضر مزومتخلخل اكسيد تنگستن با ديواره هاي متبلور و سطح ويژه ي مطلوب به روش قالبگيري نرم و با استفاده از مواد اوليه ارزان قيمت و در دسترس سنتز شد. به عنوان پيش ماده ي تنگستن از ماده ي ارزان قيمت پراكسوتنگستيك اسيد استفاده شد كه بر خلاف كلريد تنگستن مشكلاتي از قبيل سمّي بودن و جذب رطوبت را ندارد. نتايج آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) بيانگر دستيابي به فاز تري اكسيد تنگستن متبلور پس از كلسيناسيون پودر در دماي ℃500 بود. سطح ويژه ي اين پودر با استفاده از آناليز جذب و واجذب گاز نيتروژن 67 متر مربع بر گرم و اندازه تخلخل ها 6 نانومتر به دست آمد. نتايج حاصل بر قابليت استفاده از اين پودر در كاربردهاي حسگري گاز، فتوكاتاليستي و ... دلالت دارد.

در اين اختراع "سنتز فوم نيتريد بور ابر آبگريز با شبكه حفرات سه بعدي متصل به هم به عنوان جاذب مواد نفتي و حلالهاي آلي" ارائه گرديده است. چهارچوبهاي متخلخلي كه حفرات آنها به صورت سه بعدي به هم متصل شده¬اند مانند آئروژلها، فومها و اسفنجها به دليل خواص ويژه آنها مانند ساختار متخلخل، سطح ويژه بالا، دانسيته پايين و سرعت بالاي انتقال سيال درون آنها باعث شده است تا موضوع تحقيقات بسيار زيادي باشند. به همين دليل اين ساختارها را مي¬توان در حسگرهاي شيميايي و مكانيكي، ادوات مرتبط با ذخيره انرژي و جدايش و جذب مواد آلي و نفتي به كار برد. نيتريد بور خواص ويژه¬اي از جمله مقاومت به اكسيداسيون در دماي بالا، دانسيته كم، ضريب دي الكتريك پايين و... را دارست كه سبب شده است اين ماده در كاربردهاي مختلفي مانند صنايع الكترونيك، تصفيه آب، پايه كاتاليست، جاذب گازهايي مانند هيدروژن مورد استفاده قرار گرفته است. در اغلب كاربردهاي مطرح شده براي اين ماده، افزايش سطح ويژه و داشتن توزيعي از اندازه حفرات، ميكرو، مزو و ماكروحفرات سبب افزايش كارايي اين ماده مي¬شود. همچنين اكثر روشهاي ارائه شده در سنتز نيتريد بور منجر به پودر نيتريد بور مي¬شوند كه به كارگيري آن در كاربردهايي نظير تصفيه آب و حذف حلالهاي آلي را محدود مي¬كند. لذا در اين اختراع نيتريد بور با استفاده از قالب¬گير پليمري و با استفاده از آمونيا بوران به صورت فوم تهيه شد. فوم تهيه شده داراي حفرات ميكرو، مزو و ماكرو مي¬باشد كه به صورت سه بعدي به هم متصل شده¬اند. فوم نيتريد بور حاصله به دليل ساختار منحصر به فرد حفرات سه بعدي متصل به يكديگر سرعت جذب مواد آلي و نفتي بسيار بالايي دارد.