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先進鉻化合物可替代稀有貴金屬

2023-08-19 09:56:52 來源：科技日報

(相關資料圖)

科技日報記者張佳欣

貴金屬“點亮”顯示屏或將太陽能轉化為燃料方面往往發揮著至關重要的作用。瑞士巴塞爾大學化學家已經成功地用一種便宜得多的金屬取代了這些稀有元素。這種鉻化合物可以替代發光材料和催化劑中的貴金屬鋨和釕（這兩種元素幾乎與金或鉑一樣稀有），其性能可與舊材料相媲美。相關論文發表于《自然·化學》雜志上。

鉻已經存在于日常應用中，如廚房中的鉻鋼菜刀或鍍鉻摩托車。不過，不久之后，這種元素可能也會更頻繁“現身”于無處不在的手機屏幕上，或者被用來轉換太陽能。研究人員表示，新型鉻材料的發光性能堪比目前使用的一些鋨化合物。相較于鋨，鉻在地殼中的含量大約是鋨的20000倍，而且價格也便宜得多。

研究證明，新材料是光合作用等光化學反應的有效催化劑。如果用紅燈照射新的鉻化合物，光產生的能量可儲存在分子中，然后分子就可作為電源。同時，也有可能使用新材料在人工光合作用中生產太陽能燃料。

為了使鉻原子發光并使其能夠轉換能量，研究人員將它們構建成由碳、氮和氫組成的有機分子框架。該團隊為鉻原子“量身定做”的這種有機框架十分堅硬，這有助于將不必要的分子振動造成的能量損失降至最低，并優化發光和催化性能。不過，這也構成了新材料的缺點，因此未來需要進一步簡化框架。

鉻被包裹在其堅硬的有機框架中，暴露在陽光下時，它比貴金屬更具活性。這為本來很難引發的光化學反應鋪平了道路。

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