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Sobre a solução piranha: uma perigosa mistura de peróxido de hidrogénio e ácido sulfúrico útil para limpar matéria orgânica em substratos inorgânicos


A solução de piranha é uma mistura de peróxido de hidrogénio e ácido sulfúrico amplamente utilizada em processamento/produção industrial e laboratório devido à sua elevada acidez e capacidade oxidativa (Seu et al., 2007, Ziegler et al., 2005a, Ziegler et al., 2005b, Voelkel, 2012, Knudsen et al., 2009, Schulz, 1998, He et al., 2016, Kenanakis e Katsarakis, 2014a, Kenanakis e Katsarakis, 2014b, Singh et al., 2018). Normalmente, a solução de piranha é preparada pela mistura de 3 partes de ácido sulfúrico concentrado com 1 parte de peróxido de hidrogénio a 30%, mas a concentração pode variar dependendo dos usos específicos da solução (Seu et al., 2007). Historicamente, a solução piranha tem sido usada na indústria microeletrónica e em laboratórios para limpeza de superfícies contendo material orgânico (Ziegler et al., 2005a, Ziegler et al., 2005b). Na indústria de dispositivos microeletrónicos, essa solução altamente reativa é usada para remover resíduos de pastilhas de silício e o excesso de cobre não coberto nas placas de circuito (Voelkel, 2012, Knudsen et al., 2009, Schulz, 1998).

Em laboratórios, a solução piranha é usada para limpar materiais orgânicos de superfícies, como material de vidro, especialmente vidro sinterizado, que geralmente absorve resíduos mais profundamente à superfície, que dificulta a limpeza completa com soluções mais suaves (He et al., 2016, Kenanakis e Katsarakis, 2014a, Kenanakis e Katsarakis, 2014b, Zhang e Weeks, 2014, Singh et al., 2018, Verdian et al., 2021). Por último, a solução piranha é conhecida por criar grupos de silanol na superfície do vidro, modificando a estrutura dos blocos de construção superficiais de sílica, tornando a superfície do vidro altamente hidrofílica (Escorihuela e Zuilhof, 2017, Sun et al., 2015, Yadav et al., 2014, Acres et al., 2012, Koh et al., 2012, Lohbauer et al., 2008). 

(...) Na última década, a solução piranha foi usada para a síntese de nanotubos de carbono (CNTs) porque essa solução de piranha pode remover com sucesso sítios de carbono danificados com perda mínima de carbono (Ziegler et al., 2005a, Ziegler et al., 2005b, Rasheed et al., 2007), que é uma melhoria significativa no controle de perda de materiais em nanoescala. O processo também oxida nanotubos de carbono, ou seja, de parede única e de parede múltipla, e gera grupos C=O nos materiais de carbono, tornando os nanotubos de carbono altamente ativos para a reação de evolução de oxigénio (OER) (Lu et al., 2015).

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Fonte: D.S. Carretero, C. Huang, J. Tzeng, C. Huang, The recovery of sulfuric acid from spent piranha solution over a dimensionally stable anode (DSA) Ti-RuO2 electrode, Journal of Hazardous Materials, 406 (2021) 124658.


Demonstração da solução piranha em ação:


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