你相信嗎?我們手里的咖啡杯也可以是煤炭變的。在生活中,我們常用的瓶瓶罐罐、購物袋等塑料制品,原料大多來自石油,但我國煤炭多、石油少。最近,中國科學院大連化學物理研究所的科學家們就升級了這個“魔法”——在溫和條件下,把煤炭變成了塑料的原料!全釋硬科技,我們來一探究竟。
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其實,這種“魔法”早在一百年前就有了,名叫“費托合成”。它就像是一場高溫高壓的“工業烹飪”:傳統的做法,是把煤炭氣化,再放到“工業高壓鍋”猛燉,才能把一氧化碳和氫氣“燉”成我們想要的“原料精華”——低碳烯烴,它就是塑料的“前身”。低碳烯烴中的核心成員——乙烯和丙烯,通過聚合反應手拉手,就能合成聚乙烯、聚丙烯這兩大類塑料,它們占據了我們日常塑料用品的半壁江山。
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然而,傳統的費托合成“烹飪”方式特別費勁,“工業高壓鍋”溫度要升到300℃以上,氣壓要超過20個大氣壓,是家用高壓鍋燉煮時內部氣壓的10倍左右,不僅費“火”,還費“鍋”、費“食材”。
而大連化物所研究團隊新發明的這口“工業不粘鍋”,就能巧妙地解決這個問題。他們把“烹飪”需要的“爐溫”降到了250℃,甚至直接打開“鍋蓋”,只要常壓就行,真正實現了相對溫和的條件反應。
這口“鍋”的奧秘就在于,它表面加了一層特殊的“羥基助劑”,就像是給“鍋”穿了件“魔法外衣”,能夠改變原子之間的“互動方式”。以前,一氧化碳分子很“懶”,“不愿意主動出擊”,也就不容易彼此結合;有了這件“外衣”,它們就變得非常“主動”,不需要外界過多“施壓”,就能手拉手高效地組合成低碳烯烴。
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更厲害的是,以前轉化率超過60%都難,而現在,80%都能成功變成目標產物。這項研究就像是把一場費火費力的“大火猛燉”,變成了一場精準可控的“文火慢煮”。它將進一步減少我們對進口石油的依賴,為煤炭的清潔高效利用開辟新的道路。
來源:央視新聞
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