奇妙的表面世界

1、奇妙的外表世界在我們眼睛看得見、手摸得著的地方還存在著一個外表世界，我們平常說的水面就是一種外表。固體物質(zhì)也有外表，而且有的固體物質(zhì)的外表大得驚人，是你從來沒有聽說過的。例如，lg活性炭的外表積可以到達(dá)6001500m2，這些外表積主要由活性炭上許多肉眼看不到的縱橫交織的毛細(xì)孔的內(nèi)外表所提供的?；钚蕴績?nèi)有極為豐富的毛細(xì)孔，而且毛細(xì)孔的長度都非常長，1g活性炭的毛細(xì)孔的總長度可以到達(dá)1.6×108km，這也就是活性炭的外表積如此之大的原因。 活性炭在第一次世界大戰(zhàn)中曾經(jīng)立下了汗馬功績。大戰(zhàn)期間，德軍向英、法、俄的軍隊施放了一種有強(qiáng)烈刺激味的煙霧，使英、法、俄的士兵頓時亂作一團(tuán)，打了敗仗

2、。英法聯(lián)軍指揮部接到前線的報告后，立即派出著名的醫(yī)生趕到前線進(jìn)展調(diào)查。專家們經(jīng)過直接觀察，發(fā)現(xiàn)德軍所施放的毒氣是氯氣。能否找到一種防止氯氣中毒的方法，這個任務(wù)便落到了化學(xué)家的身上。 俄軍司令部把俄國最優(yōu)秀的化學(xué)家澤林斯基派往前線，他在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有的士兵受到毒氣襲擊時，有人因為把頭蒙在軍大衣里，或者把面部緊貼在松軟的土地上，從而免遭毒害。澤林斯基分析了這兩種情況，認(rèn)為軍大衣上的毛毛和松軟的土壤都具有吸收毒氣的性質(zhì)，使毒氣不能再發(fā)揮作用。 澤林斯基提出用木炭做毒氣的吸收劑。在一個面罩前安裝一個短粗的罐子，里面裝著木炭，把罐子罩在士兵的鼻子上。士兵呼吸時，毒氣被木炭吸收，空氣仍暢通無阻。士兵在打

3、仗時仍然可以自由自在地呼吸新穎空氣，這就是世界上最早的防毒面具。 為了找到比木炭的吸附才能更強(qiáng)的物質(zhì)，澤林斯基將木炭加熱，并通入水蒸氣，以除去吸附在木炭外表的有機(jī)化合物，使木炭中形成更大量的縱橫交織的毛細(xì)孔，從而使外表積大大增加，這就是活性炭。用活性炭填充在防毒面具中，效果比木炭更好。 防毒面具的壽命是如此之長，以致在1991年中東地區(qū)發(fā)生的一場舉世矚目的海灣戰(zhàn)爭中，士兵所帶的防毒面具仍躋身于各種各樣的新式武器之中。 如今，活性炭不僅用于防毒面具，而且在精制食糖和食油中，可以用作脫色劑和除臭劑。它還被用于飲水凈化凈水器中裝有活性炭和污水處理。冰箱中用的除臭劑也是活性炭。 我們的祖先也早就在利用

4、外表世界的這種特性。我國考古工作者在挖掘湖南長沙馬王堆一號漢墓時發(fā)現(xiàn)，棺槨外面有大量木炭，用它來除去棺槨周圍的濕氣和濁氣，從而對尸體起到了防腐作用。由此可見我國勞動人民在2019多年以前就知道利用木炭的吸附作用。 如今，讓我們再去遨游比活性炭更奇妙的外表世界，它就是分子篩。它是化學(xué)家仿照沸石的構(gòu)造用人工合成的方法制造出來的水合硅酸鋁，是一種多孔的物質(zhì)。 分子篩之所以具有優(yōu)良的性能，奧秘就在于它的孔道只允許某些分子較小的分子通過，但能將其他一些分子較大的分子阻擋在外面。于是，分子篩就能對各種分子起篩分作用，因此化學(xué)家為它起了一個很有意思的名稱，叫做“分子篩。 分子篩的這種奇妙的篩分作用正好是催化反響所非常需要的。在多相催化反響中，催化劑都是固體，氣體分子必須在催化劑的外表上才能發(fā)生反響。分子篩的一大優(yōu)點是具有宏大的外表積，可以吸附大量的分子在它的外表發(fā)生化學(xué)反響。但是分子篩又和一般的固體催化劑有著不同的地方，它可以使應(yīng)該參加化學(xué)反響的分子與分子篩的孔道大小一樣的氣體分子進(jìn)入分子篩的內(nèi)部，被固體催化劑吸附而發(fā)生反響，其他不應(yīng)該或不必要參加反響的分子那么統(tǒng)統(tǒng)被拒之于大門之外。因此，以分子篩做催化劑的反響既具有選擇性，也有較高的效率。例如提煉石油中的重整反響，原料