2017屆中考化學元素及其化合物
四、陶瓷跟水反應制取氫氣 日本東京工業大學的科學家在300 ℃下，使陶瓷跟水反應制得了氫。他們在氬和氮的氣流中，將炭的鎳鐵氧體（cnf）加熱到300 ℃，然后用注射針頭向cnf上注水，使水跟熱的cnf接觸，就制得氫。由于在水分解后cnf又回到了非活性狀態，因而鐵氧體能反復使用。在每一次反應中，平均每克cnf能產生2立方厘米～3立方厘米的氫氣。 五、甲烷制氫氣 1.日本京都大學教授乾智行用鎳鉑稀土元素氧化物多孔催化劑，使甲烷、二氧化碳和水生成了氫氣。催化劑中鎳、稀土元素氧化物和鉑的組成比例為10:65:0.5。其制備過程是，先將鎳、稀土元素氧化物等原料加熱熔解，然后導入氨氣，使熔解物成為凝膠狀，再進行干燥、熱處理。這種催化劑微�？讖綖�2納米～100納米，具有很高的催化活性。乾智行教授將該催化劑裝進反應塔，然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸氣。結果，在常壓及550 ℃～600 ℃條件下，生成物為氫氣和一氧化碳，升溫至650 ℃，其轉化率為80%；溫度為700 ℃時，轉化率幾乎達到100%。 2.用c60作催化劑從甲烷制氫氣 日本工業技術院物質工學工業技術研究所用c60作催化劑，從甲烷制得氫氣。在現階段，c60在高溫條件下才能發揮功能，不能立刻達到實用，必須加以改良，制成在低溫條件下也能工作的節能催化劑。他們開發的催化劑，是在碳粉里摻10%的c60。在加熱到1000 ℃的容器里，放入0.1克催化劑，以1分鐘流入20毫升甲烷的速度作實驗，結果90%的甲烷分解成氫和碳。c60用作催化劑，可用水洗凈表面，除去附著的殘存碳素，理論上可半永久使用。由于形狀獨特，粒子表面面積為活性炭的5倍到10倍，因而作催化劑用時功能較強。六、從微生物中提取的酶制氫氣 1.葡萄糖脫氧酶。美國橡樹岑國家實驗室從熱原體乳酸菌中提取葡萄糖脫氧酶。熱原體乳酸菌首先是在美國礦井中的低溫干餾煤渣中發現的。葡萄糖脫氧酶在磷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nadp）的幫助下，能從葡萄糖中提取氫。在制取氫的過程中，nadp從葡萄糖中剝取一個氫原子，使剩余物質變成氫原子溶液。2.氫化酶。這種酶是從曾在海底火山口附近發現的一種微生物中提取的。氫化酶的作用是使nadp攜載的氫原子結合成氫分子，而nadp還原為它原來的狀態繼續再次被利用。除美國發現這種酶外，俄羅斯的科學家也在湖沼里發現了這種微生物。他們把這種微生物放在適合于它生存的特殊器皿里，然后將微生物產出的氫氣收集在氫氣瓶里。 七、從細菌制取氫氣 1.許多原始的低等生物在其新陳代謝的過程中也可放出氫氣。例如，許多細菌可在一定條件下放出氫氣。日本已發現一種名為“紅極毛桿菌”的細菌，就是制氫的能手。在玻璃器皿里，以淀粉作原料，摻入一些其他營養素制成培養液，就可以培養出這種細菌。每消耗5毫米淀粉營養液，就可以產生出25毫升的氫氣。 2.美國宇航部門準備把一種光合細菌—紅螺菌帶到太空去，用它放出的氫氣作為能源供航天器使用。 八、用綠藻生產氫氣 科學家們已發現一種新方法，使綠藻按要求生產氫氣。美國伯克利加州大學科學家說，綠藻屬于人類已知的最古老植物之一，通過進化形成了能生活在兩個截然不同的環境中的本領。當綠藻生活在平常的空氣和陽光中時，它像其他植物一樣具有光合作用。光合作用利用陽光，水和二氧化碳生成氧氣和植物維持生命所需要的化學物質。然而當綠藻缺少硫這種關鍵性的營養成分，并且被置于無氧環境中時，綠藻就會回到另一種生存方式中以便存活下來，在這種情況下，綠藻就會產生氫氣�？茖W家介紹，1升綠藻培養液每小時可以產生出3毫升氫氣，但研究人員認為，綠藻生產氫氣的效率至少可以提高100倍。