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二氧化鈦的由來


化學(xué)先生 / 2019-05-24

  人們常說:“水火不相容。”水是最常用的滅火劑，怎么能變成燃料呢?

  水是由氫氣燃燒面成的。在燃燒過程中，每兩個氫原子和一個氧原子化合，生成一個水分子，同時放出大量熱能。雖然水的性格十分穩(wěn)定，但如果我們想方法給水以能量，在一定的條件下，也可迫使水重新分解成氫氣和氧氣。

   將氫氣冷卻至-240℃以下，再加以壓力，氫就會變成一種無色的液體這就是液態(tài)氫。液態(tài)氫的熱值幾乎是汽油的3倍，燃燒時又十分干凈一一不會產(chǎn)生有害氣體，因而被人們譽為理想燃料。它是火箭、飛機、輪船、汽車、發(fā)電廠的極佳燃料。目前正在研制中的以液態(tài)氫為燃料的飛機，最高時速可達到6400千米，這比著名的超音協(xié)和式飛機還要快2倍。因此，以水制氫已成為許多國家都十分重視的一個新課題。

   在水中通上直流電，可以輕易地將水分解為氫氣和氧氣。不過，用電解法制得的氫氣用于工業(yè)用途，用作燃料，是得不償失的，因為今天的電力成本還較貴。一旦可控?zé)岷朔磻?yīng)研制成功，電力就會變得十分低廉。到那時，電解法制氫將是一個將低廉電力轉(zhuǎn)變成廉價燃料的簡便方法。
   太陽每秒鐘射到地面上的總能量高達80萬億千瓦，這要比現(xiàn)在全世界的發(fā)電總量還要大幾萬倍，因此人們在以水制氫這個問題上，自然會想到利用天然免費的太陽能。
   利用陽光電池將水電解為氫氣和氧氣，早已成功了。不過由于目前陽光電池的造價還較貴，效率也不高，一般僅有15％左右，因此用陽光電池電解水制氫，成本還是太高。
   那么，可不可以利用陽光的熱量，將水直接分解成氫氣和氧氣呢?這是可以的。水在1000℃以上時，會有小部分分解成氫和氧，隨著溫度的上升，分解的比例也逐漸提高，而今天的太陽灶，在焦點處可獲得3000℃~3500℃的高溫。
   現(xiàn)在，化學(xué)家找到了一種在陽光下幫助水分解的催化劑。他們發(fā)現(xiàn):在水中加入一些二氧化鈦(里面充滿了氧化鐵)，或者在水中放入一些釘化合物，再用陽光或用汞燈照射，水就會在這種催化劑的催化下，不斷分解成氫氣和氧氣。目前利用太陽能的效率，已達10％左右。這種方法簡便經(jīng)濟，很有發(fā)展前途。
   生物學(xué)家也在進行以水制氫的工作，他們發(fā)現(xiàn):有不少藻類，如小球藻、固氮藍藻、柱袍魚腥藻和它們的共生植物紅萍等，在一定的條件下都具有光合制氫的本領(lǐng)，其中有些被認為是很有希望用作以水制氫的。
   另外，生物學(xué)家還找到一種微生物，在陽光照射下，這些微生物在水中會不斷的將水分解，放出氫氣，然后用容器將氫氣收集起來，就能用作燃料。這種微生物對人類是無害的，也不會污染環(huán)境，培養(yǎng)的費用也很低基至在目前已可采用這種方法達到工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模。

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