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2021欧洲杯资讯(www.x2w99.com):工程师开发出一种新的水处置手艺 也可以辅助火星探险者

admin2021-06-2132

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由加州大学河滨分校工程师向导的一个团队已经开发出一种催化剂,可以从地球上的水中去除一种危险的化学物质,这也可以使火星土壤对农业加倍平安,并有助于为人类火星探险者生产氧气。 高氯酸盐是一种由一个氯原子与四个氧原子连系而成的负离子,在地球的一些土壤中自然存在,在火星土壤中尤其厚实。

作为一种壮大的氧化剂,高氯酸盐也被制造出来,用于固体火箭燃料、烟花、弹药、车辆的平安气囊启动器、洋火和信号弹,它也是一些消毒剂和除草剂的副产物。

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由于它在土壤和工业品中无处不在,高氯酸盐是一种常见的水污染物,会导致某些甲状腺疾病,还会在植物组织中举行生物积累,在火星土壤中发现的大量高氯酸盐会使在那里莳植的食物无法平安食用,从而限制了人类在火星上定居的可能性。火星灰尘中的高氯酸盐也可能对探险者造成危害。现在从水中去除高氯酸盐的方式需要苛刻的条件或多步骤的酶解历程,以降低氯元素的氧化状态,酿成无害的氯离子。

博士生Changxu Ren和加州大学河滨分校Marlan和Rosemary Bourns工程学院的化学和环境工程助理教授Jinyong Liu从大自然中获得灵感,在环境压力和温度下用一个简朴的步骤削减水中的高氯酸盐。

Ren和Liu注重到厌氧微生物行使其酶中的钼来还原高氯酸盐,并在缺氧的环境中收获能量,而以前构建用于还原高氯酸盐的化学钼催化剂的起劲并不乐成,许多其他金属催化剂要么需要苛刻的条件,要么与水不相容。

研究职员试图用一种简化的方式来模拟庞大的微生物高氯酸盐还原历程。他们发现通过简朴地夹杂一种叫做钼酸钠的通俗肥料,一种叫做双吡啶的通俗有机配体来连系钼,以及一种叫做钯碳的通俗氢活化催化剂,这些质料一同发生了一种壮大的催化剂,在室温下可行使氢气快速有用地剖析水中的高氯酸盐,且不涉及燃烧历程。这种催化剂比迄今为止报道的任何其他化学催化剂都要活跃得多,无论最初的高氯酸盐浓度若何,都能将99.99%以上的高氯酸盐还原成氯化物。

新的催化剂在很宽的浓度局限内削减高氯酸盐,从每升不到1毫克到每升10克都可以使用。这使得它适适用于种种情形,包罗修复被污染的地下水,处置被炸药严重污染的废水,以及使火星适合栖身。当催化剂与其他历程相连系时,一个利便的催化还原系统可能有助于从火星土壤中洗出的高氯酸盐中收获氧气。

这篇题为 "用于水基高氯酸盐还原的生物启发钼催化剂 "的论文揭晓在《美国化学学会杂志》上。

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