先进铬化合物可替代稀有贵金属

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科技日报记者 张佳欣

贵金属“点亮”显示屏或将太阳能转化为燃料方面往往发挥着至关重要的作用。瑞士巴塞尔大学化学家已经成功地用一种便宜得多的金属取代了这些稀有元素。这种铬化合物可以替代发光材料和催化剂中的贵金属锇和钌（这两种元素几乎与金或铂一样稀有），其性能可与旧材料相媲美。相关论文发表于《自然·化学》杂志上。

先进的铬化合物充当发光材料和催化剂
图片来源：巴塞尔大学

铬已经存在于日常应用中，如厨房中的铬钢菜刀或镀铬摩托车。不过，不久之后，这种元素可能也会更频繁“现身”于无处不在的手机屏幕上，或者被用来转换太阳能。研究人员表示，新型铬材料的发光性能堪比目前使用的一些锇化合物。相较于锇，铬在地壳中的含量大约是锇的20000倍，而且价格也便宜得多。

研究证明，新材料是光合作用等光化学反应的有效催化剂。如果用红灯照射新的铬化合物，光产生的能量可储存在分子中，然后分子就可作为电源。同时，也有可能使用新材料在人工光合作用中生产太阳能燃料。

为了使铬原子发光并使其能够转换能量，研究人员将它们构建成由碳、氮和氢组成的有机分子框架。该团队为铬原子“量身定做”的这种有机框架十分坚硬，这有助于将不必要的分子振动造成的能量损失降至最低，并优化发光和催化性能。不过，这也构成了新材料的缺点，因此未来需要进一步简化框架。

铬被包裹在其坚硬的有机框架中，暴露在阳光下时，它比贵金属更具活性。这为本来很难引发的光化学反应铺平了道路。

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