硼酸的常见应用与工业应用

发表时间:2022-09-19 访问量:3850

      硼酸(H3BO3)又称硼酸氢或硼酸,是硼的弱一元路易斯酸。可以通过与山梨糖醇或乳糖醇等多元醇的络合反应来增加硼酸的酸度。

      该化合物具有多种用途,例如分子生物学在缓冲液制剂中的应用。1702年,德国化学家通过硼砂和无机酸在水中的混合物发现了人造硼酸晶体。该化合物存在于自然环境中,可以在土壤和植物中找到。硼是这种化合物的一种成分,在植物的生长和发育中起着至关重要的作用。这种化合物在自然环境中通常是无毒的,并且不会留在大气中,因为它通常会被雨水去除。

硼酸的性质

      该化合物在室温下为无色或白色晶体。该化合物高度溶于水,分子量为61.83g/mol。硼酸以平面构型出现,其中原子将自身附着在自由基中心,所有组分位于同一平面上。

      这种酸具有温和的抗菌和防腐性能,使其成为制造眼科和皮肤产品的流行成分。农业工作者可以使用各种形式的硼酸作为有效杀虫剂,例如颗粒和诱饵。硼酸作为一种杀虫剂是有效的,它作为一种毒药可以破坏昆虫的神经系统并磨损它们的外骨骼覆盖物。然而,过量的硼酸或其他含硼化合物可能会导致植物中毒。硼中毒的常见迹象包括叶子变黄和根部坏死。除了谷类植物和柑橘和坚果树外,大多数作物物种都对过量硼含量具有高度耐受性。

使用硼酸的研究

铜绿假单胞菌的局部治疗

      铜绿假单胞菌是一种革兰氏阴性杆状细菌,可导致植物和动物的多种疾病。该细菌通过涉及攻击整个生物体的毒性机制的致病途径起作用。研究人员在局部溶液中使用了3%的浓缩硼酸来对抗铜绿假单胞菌伤口感染。该研究显着改善了患者的康复,没有出现不良反应的迹象。这种化合物被证明是一种有效的感染替代治疗方法,常规抗生素治疗经常面临耐药性。

酵母菌感染的治疗

      研究人员还研究了这种化合物对白色念珠菌的影响,白色念珠菌是一种导致酵母菌感染的机会致病酵母。该研究涉及将酵母暴露于硼酸浓度,从而防止侵入性菌丝发育(营养生长的主要载体)。科学家应用肉汤微量稀释法测量临床白色念珠菌的硼酸敏感性隔离。该研究涉及使用带有复制器的冷冻原液研究的突变菌株,并通过滴液稀释测试进行测试。研究结果得出结论,突变(缺失)样品的硼酸耐受性略有差异,其中形态学检查将耐药性归因于特定的超丝状(超薄和柔韧)表型。具体而言,暴露于硼酸会导致白色念珠菌内的细胞骨架发生变化,从而扩大菌丝的并破坏其定向生长。实验表明,这种化合物可以作为一种潜在的治疗酵母菌感染的方法,这种疾病会影响四分之三的女性。

棉层的改性

      科学家发现了一种多功能修饰棉花结构的新方法,一种以的面料而闻名的纤维。逐层(LBL)两阶段工艺涉及木质素磺酸钠、壳聚糖和硼酸。LBL是一种创新的纺织品整理技术,可产生综合功能效果。该过程通过应用两种或多种不相容的功能化学品来进行。在实验中,科学家们将壳聚糖、木质素磺酸钠和硼酸混合在一起,因为它们具有相反的离子性质,从而增加了各种棉花功能。该实验产生了具有独特功能的工程棉产品,包括紫外线防护、抗皱质地和抗菌特性。改性棉可以提供广泛的应用,例如为皮肤敏感的人制造低过敏性床单。

电沉积和超填充中的多功能作用

      硼酸是钴电镀中的关键镀液成分,因为它具有pH缓冲和表面吸附能力。研究表明,这种化合物能够在典型的填充条件下控制质子的消耗。因此,该化合物可作为足够的缓冲液调节pH依赖性抑制梯度并避免快速夹断。此外,该研究提出,硼酸吸附在超填充过程中产生了双重效果。这些包括质子还原,这提高了沉积电流效率,以及与其他离子形成络合物,导致成核防止钝化。

铅酸电池功能的催化剂

      铅酸电池以可承受的价格提供高功率,为各种车辆功能提供燃料。研究人员已经尝试了多种通过精心挑选的添加剂来增强铅酸电池的方法。近的研究表明硼酸是一种潜在的添加剂以提高铅酸电池的性能。研究人员在电解质中添加了不同浓度的硼酸。实验显示了该化合物对电池过度充电的影响,这种反应通常在铅酸配置中观察到。研究人员发现,添加硼酸可以改善析氢和析氧反应的过电位,从而降低电池过度充电的影响。

慢性伤口的治疗

      研究人员研究了硼酸对慢性伤口治疗的影响。科学家们将聚氨酯海绵与负压伤口治疗系统相结合,用于治疗有缺陷组织的慢性伤口。研究人员与用含有硝酸银的海绵处理的对照组参与者进行了比较。虽然两组都表现出伤口大小的减少,但接受硼酸治疗的参与者表现出更显着的恢复,这得益于成纤维细胞、胶原蛋白合成和血管生成(新血管的发育)的增加。

常见应用

医疗功能

      由于硼酸的抗菌特性,医生可以使用它来有效治疗皮肤相关疾病,如痤疮、脚气或皮肤病感染。该化合物的温和防腐特性使其成为烧伤敷料、漱口水和尿布疹粉中的常见成分。研究人员和学者可能会在某些缓冲液制剂中加入硼酸。例如,对硼酸盐缓冲溶液进行的研究表明其具有很强的抗菌活性。研究结果表明硼酸盐缓冲溶液是眼科药剂的防腐系统。具体来说,传统的眼部护理产品通常含有易受革兰氏阴性杆菌感染的磷酸盐缓冲液,例如铜绿假单胞菌.相比之下,接触硼酸制剂可以显着减少细菌菌株的数量。通过减少细菌增殖,硼酸盐缓冲溶液可以提高眼部护理产品使用的安全性。

      这种缓冲化合物可能会在生物体内引起各种器官损害症状,例如皮肤刺激和消化系统紊乱。然而,这些在人类病例中通常是轻微的。尽管存在潜在的健康危害,但临床试验确定该化合物是一种安全且负担得起的药物,可用于治疗复发性酵母菌感染等疾病。医疗保健从业者可能会开出硼酸栓剂。研究报告说,该化合物口服吸收良好,但会导致骨骼、大脑和脂肪组织中的多倍积累。硼-11

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工业应用

      硼酸提供多种制造用途,从耐热玻璃生产(由于其潜在的阻燃特性)和硬化钢和电镀工艺中的LCD屏幕。化妆品行业将硼酸(浓度高达5%)添加到各种产品中,包括化妆品、头发和皮肤护理制剂以及剃须膏。商业捕鱼公司已将这种化合物用作甲壳类动物的防腐剂,从而减少酶促变黑的影响,从而改变海鲜的新鲜度和质量。此外,硼酸的应用增加了食品的脆度和弹性。

      一些研究人员将硼酸描述为一种具有不寻常和独特特性的化合物。近的一项合作研究强调了硼酸的特性和潜在用例。这些发现包括一系列可能需要考虑的因素,例如与聚合物物质的解离(在某些情况下使其成为弱缓冲剂)、溶液剂型中的惰性以及可能改变任何物质的物理和化学稳定性的反应性。


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