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科学发现:金的新应用

2014.8.05

  现代社会中,塑料的应用十分广泛,化学学院的研究人员为了减少工业生产塑料过程对环境造成的危害,便开拓新方法来研究金的潜在应用,以便使化学反应更好、更快地进行。研究表明,金作为催化剂的主要优势在于使用时间长,催化活性高和对产物的特异性。

  “由于金有耐腐蚀性,因而可用于美观装饰,几千年来,它一直深受人类所喜爱”,加的夫催化研究所财务报告准则主任格拉汉姆哈钦斯教授说道,“然而,当金分解成包含几百个原子的纳米粒子时,它的颜色会改变,催化活性会得到很大提高 ,因而好像违背了古老的谚语:并非所有的金子都发光。”对金纳米粒子的化学和生物研究表明,在其纳米结构中,相对其它催化剂,其催化反应更易发生,速度更快,能量利用率更高。”

  催化剂这一有利技术支撑着在大约80%到90%的制品,该现象包含着一个非反应物的材料,其加速所需化学反应而不用提高温度。像含有汞的催化剂既浪费,又对环境,人类有害的。科学家发现,金不仅是一个可行的催化剂,而且可能是最好的催化剂。

  哈钦斯教授认为金有救命、促进身心健康、清洁环境的潜在功效。过多的生产步骤产生的垃圾越多,而没有足够的产品。金催化剂的使用,可以减少废物的产生,提高生产率。对贵金属认识越多,发现以前对金的误解越多。

  他补充道:“我们所做的首要发现是:金是PVC生产过程中的最主要成份氯乙烯生产所需的最合适催化剂,并且有可能替代对环境有害的含汞催化剂,那将对社会很有利。金也可以作为氧化一氧化碳为二氧化碳反应中的催化剂。自然灾害中的有人掉入封闭空间(矿井等)内,或者和排出一氧化碳的机械设备(燃气热水器,电饭堡,汽油发动机等)长期接触的情况下,可以使用金作为催化剂,将一氧化碳氧化为二氧化碳。

  催化剂不断发展来提高它的催化活性和选择性,以满足社会所需化学产品。在催化过程中使用金,可以提高稀有资源的利用率,可以在燃料、塑料、玉米淀粉、丙三醇等可回收资源的生产中,探索新型、绿色的资源。催化剂更灵活的应用将降低能源消耗,有助于像水的净化,小规模发电等项目难度的弱化。

  目前加的夫催化研究所正在探索在汽车排气系统中用金作为冷催化剂来减少碳的排放。现在的催化剂在开始阶段由于废气的“加热”而变得活跃,这意味着在最初几分钟内,会排放最多的CO和氮化物,而由于金与传统的催化剂相比可在较低温度下工作,其可被用于这个早期阶段。

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