合成氨催化剂是什么元素,工业合成氨的催化剂有哪些

首页 > 美食 > 作者:YD1662024-04-04 02:50:34

我们组的工作

我们组做了很多工作,是围绕着“在纳米材料表面修饰有机物,使反应更有选择性、更绿色”。 刚才提到这样一个纳米材料(下图),需要用电子显微镜来看。电子显微镜好比我们的眼睛,我看到大家需要通过可见光的反射,如果有人穿着透明的外套,我们是看不到外套的。这个材料每一个亮点都是一个金属原子,但是其实它表面还有一层有机物,但因为电子跟它的相互作用很弱,所以它对电子是透明的,也就是说材料表面的有机物我们通过电子显微镜看不到,但我们可以想象。就像一个刺猬,刺猬上面有很多刺,那些从书上落下来的叶子是很难接触到刺厦门的皮肤的,因为外面这层刺把叶子挡住了。叶子如果要跟皮肤接触,不能躺下去,只可能竖着插下去。

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下面我就给大家讲一个在工业上面已经应用的例子。(下图)左边这个化合物,是六元环上面有一个硝基,这个硝基是从硝酸过来的,上面还有两个绿的基团,我们在把硝基变成氨基的同时不能让这个绿的基团脱掉。绿的基团一旦脱掉,比如千分之一脱掉了,它的价格也许就从一吨二十万变成了五万,甚至就是完全不合格的产品了。那么怎么能把氢气加上去,而避免绿色基团脱掉呢?其实用的就是刚才给大家讲的刺猬策略。

大家看(下图)这个立方块,这些原子在表面排列的非常清晰,为了避免其他因素的影响,我在上面“种一些树”,我知道这些树该怎么种,种完之后如果有一个分子要躺下去,它躺不下去的,但是树与树之间有缝隙,氢气很小,就可以往里面钻。在这样的情况下,一个氢气分子可以变成两个质子,两个电子。这个过程很重要,因为在自然界的确有这样的过程,就是自然界的还原酶。

可是在化工催化体系里面,通常一个氢气会变成两个氢原子,或者是变成带正电荷的质子和带负电荷的氢负离子,这不是自然界的路径。通过“种树”之后,我们就模拟了自然界的路径。氢气变成了质子,“树”可以作为质子的泵和管道,把质子传递出去。电子不需要媒介的帮助,它可以直接隧穿过去。所以就很漂亮地实现了硝基的氢化又不让绿的基团脱掉。

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这么简单的策略,现在企业已经用的蛮多的。现在这些产品其实都是用我们这样的策略做出来的,做出来的材料品质很高,污染物也很少,也特别感谢现在国家大项目的支持,能够让我们搞基础研究的科研工作者跟企业抱在一起,真正了解企业的需求。

通过这个例子,我也希望说服大家,我们真的需要通过技术创新,让我们的化工生产更绿色,因为我们真的离不开化工给我们带来的好处。同时,化工生产中会用到很多催化剂,而催化剂像黑箱,通过我们的科研工作,可以让这个黑箱慢慢打开,可以知道这里面到底哪些因素会产生副产物,哪些因素可以帮助我们得到想要的东西,就像我们最后展示的例子一样。

我的梦想就是,在未来我们的化工不再有污染,但我知道实现这样的梦想是很难的。作为一个化学工作者,我当年回国的时候,杨培东老师说国内有大把的机会,因为中国特别需要技术,我们整个产业链的各个环节都需要这些技术。所以,我也希望自己这些基础研究的结果,最后能够在产业里面得到应用。我觉得我们的国家的确有大量的机会,谢谢大家!

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