常温下的液态铂:工业化学领域更便宜的铂催化剂

催化剂是可以加速化学反应的物质,这对工业化学非常重要。然而,对于某些反应,金属铂是一种极好的催化剂,但价格相当昂贵。事实上,它是一种价值很高的贵金属,比黄金还值钱。

也正是因为如此,虽然金属铂是一种很好的催化剂,但是因为其高昂的价格却限制了它的应用场合。科学家也一直在开发新方法来更便宜的使用铂催化剂

液态镓和三个固态铂珠正在溶解的过程
液态镓和三个固态铂珠正在溶解的过程

今天我们要介绍的这项技术,就是将金属铂和液态镓相结合,形成液态铂,这样就只需要微量的铂就能够产生廉价且高效的化学反应,从而大大拓展铂催化剂的应用场合。

通常情况下,金属铂的熔点为1768°C。当它以固态用于工业用途时,碳基催化系统中需要大约10%的铂,但是这么大比例的铂显然不是一般的产品所能够负担得起的。将金属铂与液态镓结合在一起,液态镓的熔点仅为29.8°C——这是室温下所能达到的温度。当与镓结合时,金属铂变成融化状态的液态铂。换句话说,金属铂在常温下也能变成液态,不需要一个高温熔炉。

催化系统的原子视图,其中银球代表镓原子,红色球代表铂原子。绿色的小球是反应物,蓝色的球是产物——突出了催化反应。
催化系统的原子视图,其中银球代表镓原子,红色球代表铂原子。
绿色的小球是反应物,蓝色的球是产物——突出了催化反应。

当铂溶解在液态镓中形成催化剂系统的时候,铂和镓的比例只需要0.0001就能够产生和10%的固态金属铂催化剂一样的效果,这使得铂催化剂的效率提升了1000倍以上。

除了能够用极少量的液态铂就能够产生和过去一样的催化剂效果,液态铂的另外一个优势就是它是液态的,能够更加容易应用于各类产品中。

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