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先進(jìn)鉻化合物可替代稀有貴金屬

2023-08-19 09:56:52 來源：科技日報

(相關(guān)資料圖)

科技日報記者張佳欣

貴金屬“點亮”顯示屏或?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化為燃料方面往往發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。瑞士巴塞爾大學(xué)化學(xué)家已經(jīng)成功地用一種便宜得多的金屬取代了這些稀有元素。這種鉻化合物可以替代發(fā)光材料和催化劑中的貴金屬鋨和釕（這兩種元素幾乎與金或鉑一樣稀有），其性能可與舊材料相媲美。相關(guān)論文發(fā)表于《自然·化學(xué)》雜志上。

鉻已經(jīng)存在于日常應(yīng)用中，如廚房中的鉻鋼菜刀或鍍鉻摩托車。不過，不久之后，這種元素可能也會更頻繁“現(xiàn)身”于無處不在的手機屏幕上，或者被用來轉(zhuǎn)換太陽能。研究人員表示，新型鉻材料的發(fā)光性能堪比目前使用的一些鋨化合物。相較于鋨，鉻在地殼中的含量大約是鋨的20000倍，而且價格也便宜得多。

研究證明，新材料是光合作用等光化學(xué)反應(yīng)的有效催化劑。如果用紅燈照射新的鉻化合物，光產(chǎn)生的能量可儲存在分子中，然后分子就可作為電源。同時，也有可能使用新材料在人工光合作用中生產(chǎn)太陽能燃料。

為了使鉻原子發(fā)光并使其能夠轉(zhuǎn)換能量，研究人員將它們構(gòu)建成由碳、氮和氫組成的有機分子框架。該團(tuán)隊為鉻原子“量身定做”的這種有機框架十分堅硬，這有助于將不必要的分子振動造成的能量損失降至最低，并優(yōu)化發(fā)光和催化性能。不過，這也構(gòu)成了新材料的缺點，因此未來需要進(jìn)一步簡化框架。

鉻被包裹在其堅硬的有機框架中，暴露在陽光下時，它比貴金屬更具活性。這為本來很難引發(fā)的光化學(xué)反應(yīng)鋪平了道路。

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