工业废气“化身”高档树脂镜片

工业废气作为工业化过程中的排放物，一直对自然环境和人类健康产生着巨大的影响。解决工业废气排放问题是人类多年来一直在研究和探索的问题。

最近，工业废气问题又一次被科学家们解决了。通过特殊的共聚反应，废气中的碳氧硫化物成为一种特殊的固体材料。这种透明材料将来可以用来合成制造树脂眼镜片和光纤的原料。

该新技术由浙江大学高分子系张教授课题组开发，相关研究成果发表在《自然通讯》上。

来源:互联网

在化工工作者看来，对中国这样一个煤和石油消费大国来说，硫化碳的回收和利用具有重要的社会和经济意义。

该死的碳氧硫化物

碳氧硫化物是燃煤、炼油和化工过程中产生的禁用废气。它是废气的原因是它一直对自然环境和健康有害。

碳氧硫化物会严重腐蚀生产设备，当废气逃逸到高空时，还会产生二氧化硫，导致酸雨。酸雨会导致土地酸化，影响植物的生长和发育，腐蚀城市建筑，增加人类疾病。

此外，碳氧硫化物也会被光氧化破坏臭氧层。

除了在工业中生产之外，碳氧硫化物经常在家庭内外被发现。例如，下水道里反水的气味和冰箱里坏掉的食物的气味就是碳氧硫化物的气味。

长期以来，人类一直致力于处理工业废气排放，如碳氧硫化物。常见的方法是减少排放，这导致生产能力的降低或大量废气处理投资的增加，如脱硫处理。

脱硫处理是目前最流行的方法之一，但是如何处理这些脱硫后的含硫物质仍然是摆在人类面前的难题。

变废为宝的魔力

从事高分子材料研究十多年的张已经开始思考和研究。他们的研究目标是找到最有效的特定催化系统来固定气态氧硫化碳。

经过10年的研究，张成功地将碳氧硫化物回收到高分子材料中。

在张研究小组的实验室里，记者看到了一种常见的廉价化工原料——碳氧硫化物和环氧化合物，可以在高压釜中与催化剂一起聚合成无毒、无色透明的新物质。

由此获得的含硫聚合物材料的一半重量来自碳氧硫化物，并且回收效率高张介绍，聚合得到的材料具有较高的折射率和阿贝数，是理想的光学树脂。

折射率和阿贝数是我们在眼镜店经常遇到的两个指标。具有相同放大率和高折射率的透镜又轻又薄，不会成为“啤酒瓶底部”。阿贝数高的透镜能更准确地反映世界的颜色。

张表示，利用含硫废气合成的光学树脂具有良好的加工性能，可方便地用于制造透镜、光纤等。

没有金属催化剂有很大的努力

碳氧硫化物能变成树脂玻璃的核心原因是催化剂。

在这样的研究中，找到合适的催化剂是一个巨大的挑战。张很幸运地成功地找到了这种催化剂。

“在室温下，碳氧硫化物不能自我聚集。我们已经在早期实现了碳氧硫化物与环氧化合物的共聚，并有效地将其转化为材料。但我们使用的是金属催化剂，人们最大的需求是这些材料不应该含有重金属。”张对说道。

张的团队对非金属催化剂进行了进一步的研究，将两种含氮的有机小分子结合起来，形成了一个简单、廉价而有效的催化体系。

碳酸酐锌酶广泛存在于地球早期生命中，在调节人体酸碱度和维持生命方面发挥着重要作用。在自然界中，碳酸酐酶锌酶可以捕捉碳氧硫化物并将其转化为硫化氢。

张的团队利用碳酸酐酶的功能和结构，深入研究了碳酸酐酶锌酶有效活化碳氧硫化物的机理，最终找到了一种非金属催化剂，成功地将碳氧硫化物转化为有用的材料。

新的催化剂体系简单、廉价、有效，特别是催化剂不含金属，使含硫聚合物呈现出原来无色透明的性质。

“目前，难以储存和运输的剧毒光气和硫醇被用作制备含硫聚合物的原料。我们提出的新方法为探索非光气路线带来了突破。”张表示，该研究成果产业化前景看好。