化學中的催化劑

　　1972年，美國總統尼克松在周恩來總理陪同下，來到京西燕山的石油化工總廠參觀。不巧，那天氣壓較低，從發電廠里排出的滾滾黃煙鋪天蓋地，大煞風景，令人掃興。周總理當即指示，一定要想辦法消滅這條嚴重污染環境的“黃龍”。半年以后，“黃龍”果真被消滅了。方法是讓黃煙通過一種含碘的活性炭。這是什么道理？原來，發電廠冒出的煙之所以呈棕黃色，是因為高硫煤在燃燒時放出大量的二氧化硫。它是一種有害氣體，會嚴重危害人體健康和農作物生長，在含碘的活性炭作用下，二氧化硫會迅速變成三氧化硫，三氧化硫很容易溶于水變成重要工業原料——硫酸。這樣一來，除消滅了“黃龍”之外，還可將硫酸與磷灰石（就地取材）作用生產過磷酸鈣肥料。據測算，一個2.5萬千瓦的發電廠，每小時排放7萬立方米廢氣，以二氧化硫濃度0.35％計算，每年可得到硫酸1.5萬噸、磷肥3.8萬噸，價值33萬多元。土耳其政府從報紙上得知這個消息以后，通過駐華使館要求購買我們的技術專利。
　　在這項技術中，最重要的是那種被稱為“催化劑”的神奇物質——含碘的活性炭。
　　什么叫催化劑呢？它是這樣的一種物質：它能使一種物質（例如二氧化硫）變成另一種物質（三氧化硫），而它本身并不參加化學反應。“催化”這個科學概念，最早是瑞典化學家貝采利烏斯，經過長期觀察研究后于1836年提出來的。經過100年之后，它已成為一名科學巨人、一位變化招數比孫悟空還多的“大圣”。
　　現在，催化劑的神通可大了：原來速度很慢很慢的化學反應，在催化劑的作用下，反應速度可提高10倍。例如，在常溫常壓下把氫氣和氧氣放在一起，即使是過一萬年也不能化合成水。可是，在金屬鉑的“催促”下，不用百分之一秒的時間，它們就變成了水。由此可知，我們現在喝的水大部分是幾十萬年甚至幾千萬年的“古水”，而不是剛剛生成的“新水”。這一點對科學家們研究地層年齡和地質結構非常有用。
　　據統計，現在人類使用的催化劑，至少有1萬多種。在許多物質的轉化過程中，它們簡直到了“點石成金”、出神入化的地步，因而創造了一個又一個奇跡。
　　1953年，德國的齊格勒和意大利的納塔，發現烯烴聚合催化劑，使人類進入了高分子時代。20世紀70年代末，美國盤山都公司用銠作催化劑，由甲醇合成醋酸獲得成功，從而改變了過去依靠糧食制醋酸的歷史。1984年，日本高沙公司用重金屬作催化劑，合成出薄荷醇，并且出口量占世界銷售量的1／3，從此，薄荷的生產再不只靠大自然了……
　　據有關資料介紹，現在人類使用的70％的橡膠、90％以上的塑料、50％以上的纖維和油漆、80％的藥和染料等，都是通過化學催化技術制得的。現在，美國化學催化工業的產值占其國民經濟總產值的20％以上，即至少有455億美元。
　　編輯/劉鵬