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日本尝试用水和二氧化碳及太阳光合成甲酸

发布日期:2019/11/2 13:16:10

日本研究人员日前以水和二氧化碳为原料,利用普通太阳光,尝试合成有机物甲酸

  日本丰田中央研究所研究人员在新一期《美国化学学会杂志》上报告说,他们先在能够吸收阳光的磷化铟半导体上涂抹上稀有金属钌,制成二氧化碳还原光催化剂,然后与氧化钛光催化剂组合在一起,中间放置一层质子交换膜,制成一套光触媒组件。

  通过这一组件,研究人员首先利用太阳光和氧化钛光催化剂分解水,产生氧和氢离子,氢离子通过质子交换膜后,二氧化碳还原光催化剂在太阳光作用下发挥催化作用,使氢离子和二氧化碳最终合成甲酸。

甲酸又称蚁酸,主要存在于蚂蚁等昆虫的分泌液里,在化学工业中被用作还原剂。研究人员说,目前这项新技术要达到实用化程度还有相当距离。

甲酸小知识:

甲酸又称蚁酸,是无色、发烟、易燃而有刺激气味的液体,具有很强的腐蚀性,甲酸能与水,乙醇、乙醚、甘油等混溶具有强腐蚀性和辛辣刺激性酸味的挥发性液体,甲酸最早由J.-L.盖-吕萨克用草酸分解制得。1855~1856年M.贝特洛用氢氧化钠与一氧化碳直接制得甲酸钠,T.戈德-施密特最先用水解的方法从甲酸钠制得甲酸。此法于1896年在欧洲开始用于工业生产,至今小批量生产仍用此法。1980年美国科学设计公司、伯利恒钢铁公司和利奥纳德公司开发成功甲醇羰基化生产甲酸的方法,并已有年产甲酸20kt的工厂投产。此外,甲酸也可由轻质油氧化制醋酸的副产物中回收获得。

蚂蚁分泌物和蜜蜂的分泌液中含有蚁酸,当初人们蒸馏蚂蚁时制得蚁酸,故有此名。甲酸无色而有刺激气味,且有腐蚀性,人类皮肤接触后会起泡红肿。熔点8.4℃,沸点 100.8℃。由于甲酸的结构特殊,它的一个氢原子和羧基直接相连。也可看做是一个羟基甲醛。因此甲酸同时具有酸和醛和性质。在化学工业中,甲酸被用于橡胶、医药、染料、皮革种类工业。


甲酸用途
甲酸是基本有机化工原料之一,广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。
医药工业:咖啡因、安乃近、氨基比林、氨茶碱、可可碱冰片、维生素B1、甲硝唑、甲苯咪唑。
农药工业:粉锈宁、三唑酮、三环唑、三氨唑、三唑磷、多效唑、烯效唑、杀虫醚、三氯杀螨醇、写嘌呤等。
化学工业:甲酸钙、甲酸钠、甲酸铵、甲酸钾、甲酸乙酯、甲酸钡、二甲基甲酰胺、甲酰胺、橡胶防老剂、季戊四醇、新戊二醇、环氧大豆油、环氧大豆油酸辛酯、特戊酰氯、脱漆剂、酚醛树脂、酸洗钢板等。
皮革工业:皮革的鞣制集、脱灰剂和中和剂。
橡胶工业:天然橡胶凝聚剂。
其它:还可以制造印染煤染剂,纤维和纸张的染色剂、处理剂、增塑剂、食品保鲜和动物饲料添加剂等。