河北地矿建设工程集团有限责任公司

技术园地 您当前的位置:首页 > 技术园地

金:进军环保材料的催化剂

来源:科普时报   作者:宋丹   发布时间:2024-08-15   点击量:

      金,元素周期表第79号元素。
金,是一种广受欢迎的贵金属。早在史前时期,黄金就被人们用作装饰,埃及象形文字已经有对金的描述。我国在新石器时代识别了黄金,在商代中期掌握了制造金器的技能,出土的殷商文物中就有金箔,在《周礼·地宫》中就有关于金矿的记载。战国时期,随着商业的发展,黄金成为通行货币。春秋时期著名齐相管仲所著《管子·地数》中说“上有丹砂,下有黄金;上有磁石,下有铜”。这些都说明我国是世界上发现和使用黄金最早的国家之一。
我国最早的金币,是战国时期楚国的“郢爰”。“郢”为楚都城名,“爰”是货币重量单位,使用时根据需要将金饼切割成零星小块,然后通过特定等臂天平称量使用。郢爰在古代货币中有非常重要的历史文化价值,是国家一级文物。后来,黄金成为货币,各种采金、淘金、藏金的故事层出不穷,直到今天仍是人们喜爱的保值增值产品。
金在自然界中通常以单质的形式出现,偶尔会混有8%-10%的银或铂。天然金会以粒状、叶片或大型金块的形式存在。大型金块也就是我们所说的“狗头金”,它们从岩石中侵蚀出来,最后形成冲积矿床的沙砾,称为冲积金。金的密度相当高,一立方米金重量为19.32吨,因此用水淘洗即可将金与其他岩石分开。
金是延展性最高的金属,一克金可以打成一平方米薄片,有的金叶甚至可以被打薄至半透明状。1909年,著名的卢瑟福α粒子散射实验中使用的就是厚度为几微米的金箔。卢瑟福认为如此薄的金箔,说明金原子呈单层排列,其实这只是金的延展性好而已。在中世纪,欧洲出现将金添加在食物或饮料中的现象,以显示贵族的富裕,食品的珍贵、健康。金的惰性,使它与人体内的其他物质都不会发生化学反应,但因其罕见、外观漂亮,使人们误以为它对人体健康有益,其实没有任何作用。直到近年来,出现了胶态金,即一种金纳米颗粒的液体。这种金颗粒带有抗体涂层,进入人体后可以吸附蛋白质分子,从而侦查到细胞的表面抗原,但并没有其他医疗作用,只有金的同位素金-198,可以用作部分癌症及其他疾病的治疗。
金的导电系数非常高,常应用于计算机、通信和消费类电子产品的电路板。网上有视频介绍从废弃内存条上回收黄金的做法,但回收数量极其有限。金较高的电传导性,加上抗侵蚀的优点,被应用于曼哈顿计划中的原子实验,及某些电子测量仪器,如电脑、通讯设备、航天器等关键接触点,可避免氧化。
20世纪80年代,两个重要的发现让人们对金的卓越催化效果产生了浓厚的兴趣:一个是含金的氧化物可以在室温下将一氧化碳氧化成二氧化碳,以防止矿井下作业人员中毒;另一个是利用金的氯化物作为催化剂,使乙炔氢氯化,从而更方便生产出聚氯乙烯。两个发现都为金进军绿色可持续化学发展领域提供了新方向。如今,寻找合适的含金催化剂,已成为制造新型环保材料的关键环节。
 
图为被捶打至厚度只有几百个原子的金箔,被称作“金叶”,可以像胶水一样附着在其他物体表面作为装饰。 吴尔平 制图
 
(作者系湖北省武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员)
免责声明:本文为转载,文中观点仅供地学爱好者参考,不代表本网站观点和立场。