RTO废气的自述:我的洗白之路
张兴宏(左一)和团队
昨天 ,记者在浙江大学高分子系张兴宏教授的实验室里 ,看到了一种工业废气的“洗白”——经过特殊的共聚合反应 ,废气氧硫化碳变成了一种特别的固体材料 。这种透明的新材料 ,很可能会成为未来树脂眼镜片或光纤的原料 。
实验室制备的高分子材料
张兴宏课题组用氧硫化碳合成出这种新材料 ,最新的研究成果发表在最近的国际杂志《自然通讯》上 。
在化学工作者眼中 ,对氧硫化碳的回收和利用 ,对于我国这样的煤炭和石油消费大国 ,有着极大的社会与经济意义 。
而眼下 ,星空XK·体育官方网站好奇的是 ,一团废气是如何完成这个华丽变身的?下面请出废气先生 ,来和星空XK·体育官方网站分享他的故事 。
废气先生 ,一团有性格的废气
我是混社会的 ,谁见谁头大
我是氧硫化碳 。一种不易觉察 ,但无处不在的废气 。
我是人类世界现代化的产物 。工业革命之后 ,人类的生产生活进入了极大依赖石化资源的时代 。我就是燃煤、炼油和化工过程中产生的“废气” 。
看看 ,明明是你们一手创造了我 ,却又给我扣了顶“废气”的大帽子 。
我不服 ,我强烈地刷存在感 ,我知道我对人类更大的威胁就是身体中含有的硫 。
所以 ,在工业上 ,我是严禁排放的星空XK·体育官方网站污染物——因为能够轻而易举地腐蚀设备;
如果我散逸到高空中 ,就会产生二氧化硫导致酸雨;
如果我被光氧化 ,就能够破坏臭氧层 。
其实 ,我还藏在日常生活的小角落里 。闻过下水道里的反水味道吗?还有冰箱里坏掉的食物的气息 ,很难闻 ,是吧 ,那也是我 。
你们人类啊 ,拿我没办法
人类处理废气有两种方式:遏制产出;变废为宝 。
其实 ,世界上很少有科学实验室惦记我 ,因为相比于网红废气二氧化碳 ,我实在不太瞩目 。
所以 ,之前从来没有人考虑过 ,如何给我变身 。人类对付我的方法 ,就是在工业过程中“脱硫” ,把我体内有害的成分剔除 。
不过 ,张兴宏的实验室盯上了我 ,他们想把我改造成固体材料 。理论上 ,只要进行一个聚合反应 ,和另外一种物质反应 ,并一个接一个地连接起来 ,我就被固定住了 ,从此脱胎换骨 。
但是 ,星空XK·体育官方网站在江湖上混了这么多年 ,名声在外 ,不要面子的啊 ,你们让我变 ,我就变啊 。
首先 ,我不像有些分子 ,自家人不分你我 ,几个凑一块儿 ,就可以聚合成材;其次 ,我也不会轻易拉帮结派 ,跟另外的分子拜把子 。
我吧 ,傲骄着呢 。
唯独碰上这位大哥 ,我就怂了
不过 ,在自然界中 ,我还是服气一位大哥的 。他是一种酶 ,叫做碳酸酐锌酶 。
大哥的资历比你们人类老多了 。据说 ,这种酶在地球早期有生命的时候就广泛存在了 。他也是人类生命体中的一种重要的活性酶 ,能将空气中极少量的二氧化碳水合 ,变成碳酸氢根离子 ,是已知自然界中转化二氧化碳能力最强的物质 。
大哥广泛存在于动物的组织中 ,对于调节酸碱性、维系生命都具有重要的作用 。
大哥的能力比人造的催化剂大得多:比如就转化二氧化碳的效率来讲 ,至今人类制造的催化剂最快大概每秒转化43个分子;而大哥碳酸酐锌酶每秒钟能够转换100万个 。
只要大哥出马 ,就能轻而易举地抓到我 。我也只有在他手下 ,才会变得服服帖帖 。
没想到 ,这个秘密被张兴宏看破了 。他从中受到启发 ,找到了功能类似碳酸酐锌酶的分子 。一顿胖揍后 ,我只能屈服 ,乖乖地参与聚合 。
张兴宏找到好几种这样类型的分子 ,它们不包含任何金属 ,所以产生的材料也没有金属污染的问题 。
经实验室“洗白” ,变成星空XK·体育官方网站帅潜力股
就这样 ,一顿“还你漂漂拳”后 ,我从混社会的废气 ,变成了人类可利用的高分子材料 。
2克的废气 ,大概可以变成4克左右的固体材料 。
我还可以变形成两种不同的高分子材料:一种是全透明的 ,结构中含有很多的硫 ,有很好的光学性质 ,因此在制造眼镜镜片、光纤等方面 ,有很大的应用潜力;另一种材料是半透明的塑料 。这种形态的塑料 ,和目前常见的材料聚乙烯有差不多的性能 。因为聚乙烯在自然界中不容易降解 ,造成了“白色污染” ,但是由我制造的这种塑料 ,相对易降解 ,是对星空XK·体育官方网站友好的新塑料 ,很有可能在将来用来替代聚乙烯等 。
好像完全换了个人生 。我打量着镜子里像水晶一样亮亮的自己 ,觉得还不错 ,谁叫现在是个看脸的时代呢?