稀有貴金屬要被取代？全新鉻化合物豐富又便宜 可用于顯示屏或生物燃料

昂貴的貴金屬通常在照明屏幕或?qū)⑻?yáng)能領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)在，瑞士巴塞爾大學(xué)的化學(xué)家們已經(jīng)成功地用一種便宜得多的金屬取代了這些稀有元素。就其性能而言，新材料與過(guò)去使用的材料非常相似。

(資料圖片)

我們從日常應(yīng)用中熟悉鉻這一元素，例如廚房中的鉻鋼或鍍鉻摩托車(chē)。然而，很快，這種元素也可能出現(xiàn)在無(wú)處不在的手機(jī)屏幕上，或用于轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能。

由巴塞爾大學(xué)化學(xué)系Oliver Wenger教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出鉻化合物，可以取代發(fā)光材料和催化劑中的貴金屬鋨和釕——這兩種元素幾乎和金或鉑一樣稀有。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然化學(xué)》雜志上。

研究人員表示，這種新型鉻材料的發(fā)光性能幾乎與目前使用的一些鋨化合物一樣好。然而，相對(duì)于鋨，鉻在地殼中的含量大約是鋨的2萬(wàn)倍，而且便宜得多。

新材料也被證明是光化學(xué)反應(yīng)的有效催化劑，包括由暴露在光線下引發(fā)的反應(yīng)過(guò)程，如光合作用。植物利用這一過(guò)程將來(lái)自陽(yáng)光的能量轉(zhuǎn)化為富含能量的葡萄糖和其他物質(zhì)，這些物質(zhì)可以作為生物過(guò)程的燃料。

如果用紅光照射新的鉻化合物，來(lái)自光的能量可以?xún)?chǔ)存在分子中，然后作為電源。Wenger解釋說(shuō)：“在這里，我們的新材料也有可能用于人工光合作用來(lái)生產(chǎn)太陽(yáng)能燃料?！?/p>

為了使鉻原子發(fā)光并使它們能夠轉(zhuǎn)換能量，研究人員將它們構(gòu)建成由碳、氮和氫組成的有機(jī)分子框架。該團(tuán)隊(duì)將這種有機(jī)框架設(shè)計(jì)得特別堅(jiān)硬，因此鉻原子被很好地包裹起來(lái)。這有助于最大限度地減少不必要的分子振動(dòng)造成的能量損失，并優(yōu)化發(fā)光和催化性能。

但他們承認(rèn)，新材料也有缺點(diǎn)，即鉻需要比貴金屬更復(fù)雜的框架，因此未來(lái)需要進(jìn)一步的研究。不過(guò)在其堅(jiān)硬的有機(jī)框架中，鉻被證明在光照下比貴金屬更具活性。這為難以啟動(dòng)的光化學(xué)反應(yīng)鋪平了道路。潛在的應(yīng)用可能是生產(chǎn)活性藥物成分。

接下來(lái)，該研究小組的目標(biāo)是在更大的規(guī)模上開(kāi)發(fā)他們的材料，以便對(duì)潛在的應(yīng)用進(jìn)行更廣泛的測(cè)試。通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)，他們希望實(shí)現(xiàn)從藍(lán)色到綠色到紅色的不同光譜顏色的光發(fā)射。他們還想進(jìn)一步優(yōu)化催化性能，以便更接近將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為化學(xué)能以供儲(chǔ)存。

來(lái)源：財(cái)聯(lián)社返回搜狐，查看更多

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