今日  首页 -往期报纸   
  文章搜索:
天方夜谭吗? 新型纳米管把水变成“油”
  一提到水变燃料,稍有化学常识的人就会说,这简直是天方夜谭,并很快地将其同骗局、炒作联系起来。的确,这一违背常理的转化在通常情况下确实不可能完成。但不管你信不信,科学家已经在实验室里将它变成了现实。据报道,美国科学家使用特殊的催化剂,在阳光下将水变成了可燃的甲烷,这让饱受能源枯竭威胁的人类看到了希望。
    很多年前,水就被认识到是“万物之源”。不用说油,世间万物都被认为是由水转化而成的。公元前6世纪,古希腊哲学家泰利斯发表了 “万物第一本原和基本特性是水”的观点。而几乎在同一时期,我国道家学派创始人老子也认为,“水善利万物而不争,故几于道”,意思是说,水离创生万物的“道”已经很近了。
    在这种玄幻的思想影响下,古今中外一直有“高人”想拥有“水变油”的奇术。但现代科学无情地告诉人们,根据元素守恒定律(化学反应前后元素的种类不会改变),这一转化几无可能。因为水含有氢、氧两种元素,而油的主要成分是碳氢化合物,一些成分较为复杂的原油还含有磷、硫、钾、钠等元素。
    而科学家此次将水变成燃料的这一新技术的发明者是宾夕法尼亚州立大学材料工程学教授克雷格·格兰姆斯和同事。他们经过一年半的艰辛努力,终于实现了成功转化,帮助格兰姆斯完成这一转化的是一个小小的二氧化钛纳米管。科学家们用这种纳米管催化水蒸气和二氧化碳,结果得到了甲烷 (一种碳氢化合物,是天然气、沼气、煤气等的主要成分)。
    此前,已有纳米材料专家提出用二氧化钛纳米颗粒做催化剂,成功地将水蒸气转化为碳氢化合物,但反应速度极低,并且只能在紫外光照射下完成。经过无数次失败,格兰姆斯发现利用表面化学(研究各种表面现象实质的科学)反应原理,在水蒸气和二氧化碳的混合气体通过二氧化钛纳米管的同时,通入氮气,另外在纳米管表面覆盖负载有铜和铂的纳米颗粒,反应就变得容易多了——平均每克纳米管能在每小时内产生160微升(微升为升的百万分之一)碳氢化合物,反应速度比之前提高了20倍,可以在可见光下完成。
    从化学原理上讲,这一反应绝没有违背元素守恒定律。反应物是二氧化碳与水蒸气,最后生成了甲烷和水,反应物和生成物都含有碳、氢、氧元素,催化剂不参与反应。但关于整个反应过程还没完全弄清楚。科学家们现在只知道,当可见光照射在纳米管上时,纳米管释放出高能量的电荷载体,使得水分子分解为氢氧自由基和氢离子。格兰姆斯猜测,二氧化碳可能分解成氧气和一氧化碳,在催化剂作用下与气态氢反应生成甲烷和水。
  (森堡)
更多>>  随州日报近期报纸查看
 
  本文所在版面导航
·天方夜谭吗? 新型纳米管把水变成“油”
  本文所在版面
【第 A4 版:科技前沿】

随州日报版权所有,未经书面授权禁止使用

Copyright© 2007-2019 by .all rights reserved