美國阿爾貢能源實驗室和哈佛大學(xué)的一項研究就在催化劑方面取得了顯赫的成就
【杭州水處理設(shè)備網(wǎng)straitstimes.cn】電解水反應(yīng)大體上能被分為兩部分。研究者們主要專注于第一部分，也就是水的氧化。這一過程需要轉(zhuǎn)化四個質(zhì)子和四個電子，并在兩個氧原子之間形成共價鍵，于是就必需有一個其他原子與氧原子臨時成鍵，這就是所需的含鈷催化劑。 實驗室純水設(shè)備
該反應(yīng)之所以值得研究，因為鈷與氧成鍵的過程發(fā)生在少于十億分之一秒之內(nèi)。為了弄明白這一過程，科學(xué)家使用了阿爾貢實驗室光子源的X射線吸收光譜進行了詳細丈量。
通過分析科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，兩個氧原子間的共價鍵與鈷離子的軌道進行雜化，這時，每個鈷離子都與一個水分子成鍵。該化合物的化學(xué)性質(zhì)暫時是穩(wěn)定的緊接著，水分子會從鈷離子上奪取一個電子，也就是把鈷離子的化合價從正三價變成了正四價。
如此高價的鈷離子會把氫氧共價鍵中的氫原子擠走，并代替氫與氧離子成鍵。此時氫原子已經(jīng)被解放，鈷離子又會把氧離子上多余的兩個電子拉走，于是氧也勝利被還原了最后，零價的氫原子和氧原子分別成鍵形成氫分子和氧分子;這樣一來，氣態(tài)的太陽能燃料就誕生了水處理設(shè)備
通過阿爾貢光子源，研究者能夠在反應(yīng)過程中直接測量鈷的化合價，并通過理論計算一個名為“交換耦合”量子力學(xué)數(shù)值。該值定義了氧和鈷之間的電子自旋量。研究者認為這些電子對的自旋方向是相反的也就是說它具有反鐵磁性。 實驗室純水設(shè)備
反鐵磁性在氧分子共價鍵的形成過程中起到重要作用，Hadt補充道。因為它為化學(xué)鍵同時提供兩個電子創(chuàng)造了可能。
而X射線吸收光譜則成功觀測到高價鈷離子的位置。最終，看到反應(yīng)的具體的位置和過程，通過電子的轉(zhuǎn)化看到催化劑的性質(zhì)。
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