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无金属催化剂将氧硫化碳转化为固体材料——工业废气“化身”高档树脂镜片
本报记者 江耘
工业废气,作为工业化进程中的排放物,一直对自然环境和人类身体健康造成较大影响。解决工业废气的排放问题,是多年来人类一直去研究探索的问题。
近日,工业废气的问题再一次被科学家所破解。通过一种特色的共聚反应,废气氧硫化碳变成了一种特别的固体材料,这种透明的材料未来可以被用来合成制造树脂眼镜片、光纤的原料。
这一新技术是由浙江大学高分子系张兴宏教授课题组所研发,相关研究成果在《自然·通讯》上发表。
在化学工作者眼中,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。
可恶的氧硫化碳
氧硫化碳是在燃煤、炼油和化工过程中产生的一种禁排的废气。之所以说它是废气,因为它对于自然环境和身体健康来说,一直都是百害而无一利。
氧硫化碳会严重腐蚀生产设备,当随着废气散逸到高空中时,还会产生二氧化硫导致酸雨。酸雨则会导致土地酸化,影响植物生长发育,对城市建筑腐蚀,导致人类疾病增加等。
另外,氧硫化碳还会被光氧化破坏臭氧层。
氧硫化碳除了在工业中产生,也经常出现在家庭内外。如下水道里的反水味道以及冰箱里坏掉食物的气息,就是氧硫化碳的味道。
一直以来,人类都是致力于对氧硫化碳等工业废气排放的处置,常见的方式莫过于减少排放,这一做法带来的是减少产能或者增加巨大的废气治理投入,如脱硫处理。
脱硫处理是当前比较主流的做法之一,但脱硫之后,这些脱除的含硫物质又该如何处理,依旧是摆在人类面前的一道难题。
变废为宝的神奇
研究高分子材料已有十几年时间的张兴宏就开始了思考和研究,他们的研究目标是寻找最为有效的专一催化体系,让气态的氧硫化碳固定下来。
经过了10年的研究,张兴宏成功将氧硫化碳回收利用为高分子材料。
在张兴宏课题组实验室里,记者看到,把氧硫化碳和环氧化合物——一种常见、廉价的化学原料——和催化剂共同置于高压釜中,两者就能聚合成为一种无毒、无色透明的新物质。
“这样得到的含硫高分子材料,重量的一半来源于氧硫化碳,回收利用效率高。”张兴宏介绍,聚合反应所得到的材料折光指数和阿贝数都较高,是理想的光学树脂。
折光指数和阿贝数是我们通常会在眼镜店里遇到的两个指标。同样的度数,折光指数高的镜片轻、薄,不会变成“啤酒瓶底”。阿贝数高的镜片能更准确地反映世界的色彩。
张兴宏表示,由含硫废气合成的光学树脂加工性能良好,可方便地制造镜片、光纤等,大有用武之地。