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浙大科学家发明新技术:变工业废气为镜片、光纤

发布时间: 2018-06-20 19:33:20 来源: 浙江在线 记者 曾福泉 通讯员 柯溢能


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  浙江在线6月20日讯(浙江在线记者 曾福泉 通讯员 柯溢能)利用一种新技术,工业废气可以被用来合成制造镜片、光纤的原料——浙江大学科学家日前取得的这一成果,不仅为我国煤炭和炼油等行业处理含硫废弃物提供了有价值的新途径,还提出了廉价制备含硫高分子材料的新方法。相关论文已发表在著名期刊《自然通讯》。

  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,它会严重腐蚀设备,当散逸到高空中时会产生二氧化硫导致酸雨,还会被光氧化破坏臭氧层。当前,相关行业在排放前脱硫后,如何进一步有效处理这些脱除的含硫物质是个难题。浙大高分子系张兴宏教授课题组首次提出了将氧硫化碳回收利用为高分子材料的技术,这对于中国这个煤炭和石油消费大国来说意义重大。

  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。”张兴宏说,“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。

  变废为宝,催化剂扮演了关键角色。找到合适的催化剂是一个巨大的挑战,张兴宏团队幸运地在我们身体里的一种酶那里得到了正确的启示。

  碳酸酐锌酶在地球早期有生命的时候就广泛存在了,它对于调节身体酸碱性、维系生命具有重要的作用。在自然界中,碳酸酐锌酶能抓到氧硫化碳,并把它转化为硫化氢——动植物腐败臭味的主要来源之一。张兴宏团队深入研究了碳酸酐锌酶为何能高效活化氧硫化碳的机制,借鉴其功能和结构,最终找到了一种非金属催化剂,成功将氧硫化碳转化为有用的材料。

  这种新催化体系简单、便宜、效果好,特别是催化剂不含金属,使得到的含硫高分子展现出本来的无色透明品质。“目前制备含硫高分子都用难以储运的剧毒光气和硫醇等为原料,我们提出的新方法为探索非光气路线带来了突破。”张兴宏表示,这项研究成果的产业化前景看好。

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