第二百零五章 老苏初显威(6.2K)(1/4)
作品:《走进不科学》在决定好先行攻克过渡金属催化这道壁垒后,徐云等人也很快换上了一套标准的实验服。>
高中化学及格的同学应该都知道。>
按照元素周期律,人们往往会在过渡金属的区域内寻找催化剂。>
如合成氨的催化剂是铁触媒。>
五氧化二钒是合成硫酸、硝酸的催化剂。>
烯烃与氢气加成多用兰尼镍等等。>
为什么这些过渡元素及化合物经常扮演“月老”的角色呢?>
这里先用人话给大家解释一下一个概念>
反馈π键。>
当过渡金属原子也就是中心原子和配体之间形成配位键时。>
配位原子会提供孤对电子,填入中心原子提供的空轨道中。>
从而形成一条配位键方式的σ键。>
有时候。>
中心原子的某些电子也可能填入配体分子的空轨道内。>
这就是反馈π键。>
而在这个过程中。>
配体分子的反键轨道π2y、π2z都是空的。>
它作为配体时。>
既可以提供孤对电子配位出去,也可以提供π反键空轨道,把电子配位进来。>
只要中心原子和配体都有孤对电子,都有空轨道, 具备了有来有往的先决条件。>
再加上两者对称性适合,反馈π键就形成了。>
看到这里。>
聪明的同学应该明白了。>
没错!>
如果配体分子与某种过渡金属原子形成反馈π键,那么它原本是空的π反键轨道就填入电子了。>
而键级与反键轨道中的电子数是负相关的。>
反键轨道中填入的电子越多,键级越小,键越不牢固。>
原本非常牢固的n≡n,被反馈键这么一折腾,变弱了, 说明它的化学活性就大大增强了。>
换而言之。>
想让配体分子再发生反应,也就更加容易进行了。>
这就是过渡元素催化的原理。>
非常简单, 也非常容易的理解。>
徐云他们在实验室中利用的过渡金属是钌,一种性质很稳定,同时耐腐蚀性很强的金属。>
这玩意儿还有一个很特殊的情况>
它在地壳中含量仅为十亿分之一,是最稀有的金属之一。>
但它价格却又很便宜,是铂族金属中最便宜的一种金属。>
不过便宜归便宜。>
由于其晶体结构为六方晶胞的原因,它在吡虫啉的生产过程中只能用于实验室端,是没法在工业生产中成功运用的。>
“所以在给出的候选方案中,我们附录了镧、钪、镓三种金属,交由ntrn进行适配。”>
实验室内。>
徐云正在向喻元勇介绍着相关情况>
“最后ntrn给出的回复是镓金属,也是综合能效最高的一类过渡金属催化剂,收货后的实操效果也完全符合预期。”>
“当然了,也正因如此,他们的设备报价也比预期高了不少。”>
在他对面,喻元勇了然的点了点头。>
镧、钪、镓三种金属中,价格最高的是钪。>
按照眼下的价格, 一吨999品位的钪价格是块钱。>
其次则是镧。>
吨价。>
镓的价格最便宜。>
一吨才2805块钱,是以上两种金属的十倍。>
与此同时。>
镓也是催化效果最好的一个选择。>
不过与价格和效果截然相反的是, 三种金属在工业生产线量产中的难度则是依次升高的。>
设备要求自然也是如此。>
想到这里。>
喻元勇从身边的桌上拿起了一份报告,翻到其中某一页,对众人介绍道>
“徐博士,不瞒你说,目前我们便是卡顿在了催化剂的分子筛这一关。”>
“我们团队试过了很多个方法,但最终都很遗憾的失败了。”>
“别说镓,连钪我们都没有突破。”>
“因为无论是那种金属,配位的骨架杂原子在分子筛中必须是高度隔离的。”>
“例如t—o—s中的邻近主要是s—o—s,另一方面t主要以四配位方式存在,我们必须在容器内部完成原子缺陷位反应,可这在热力学上是不利的。”>
就在此时,一旁的林振华忽然打断了他,问道>
“小喻,ntrn
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