美國阿爾貢能源實(shí)驗(yàn)室和哈佛大學(xué)的一項(xiàng)研究就在催化劑方面取得了顯赫的成就
【杭州水處理設(shè)備網(wǎng)www.ppyswfy.cn】電解水反應(yīng)大體上能被分為兩部分。研究者們主要專注于第一部分，也就是水的氧化。這一過程需要轉(zhuǎn)化四個(gè)質(zhì)子和四個(gè)電子，并在兩個(gè)氧原子之間形成共價(jià)鍵，于是就必需有一個(gè)其他原子與氧原子臨時(shí)成鍵，這就是所需的含鈷催化劑。 實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備
該反應(yīng)之所以值得研究，因?yàn)殁捙c氧成鍵的過程發(fā)生在少于十億分之一秒之內(nèi)。為了弄明白這一過程，科學(xué)家使用了阿爾貢實(shí)驗(yàn)室光子源的X射線吸收光譜進(jìn)行了詳細(xì)丈量。
通過分析科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)氧原子間的共價(jià)鍵與鈷離子的軌道進(jìn)行雜化，這時(shí)，每個(gè)鈷離子都與一個(gè)水分子成鍵。該化合物的化學(xué)性質(zhì)暫時(shí)是穩(wěn)定的緊接著，水分子會(huì)從鈷離子上奪取一個(gè)電子，也就是把鈷離子的化合價(jià)從正三價(jià)變成了正四價(jià)。
如此高價(jià)的鈷離子會(huì)把氫氧共價(jià)鍵中的氫原子擠走，并代替氫與氧離子成鍵。此時(shí)氫原子已經(jīng)被解放，鈷離子又會(huì)把氧離子上多余的兩個(gè)電子拉走，于是氧也勝利被還原了最后，零價(jià)的氫原子和氧原子分別成鍵形成氫分子和氧分子;這樣一來，氣態(tài)的太陽能燃料就誕生了水處理設(shè)備
通過阿爾貢光子源，研究者能夠在反應(yīng)過程中直接測(cè)量鈷的化合價(jià)，并通過理論計(jì)算一個(gè)名為“交換耦合”量子力學(xué)數(shù)值。該值定義了氧和鈷之間的電子自旋量。研究者認(rèn)為這些電子對(duì)的自旋方向是相反的也就是說它具有反鐵磁性。 實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備
反鐵磁性在氧分子共價(jià)鍵的形成過程中起到重要作用，Hadt補(bǔ)充道。因?yàn)樗鼮榛瘜W(xué)鍵同時(shí)提供兩個(gè)電子創(chuàng)造了可能。
而X射線吸收光譜則成功觀測(cè)到高價(jià)鈷離子的位置。最終，看到反應(yīng)的具體的位置和過程，通過電子的轉(zhuǎn)化看到催化劑的性質(zhì)。
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