8月3日,國際化學界權威學術刊物《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)發(fā)表了我;瘜W與材料科學學院陳乾旺教授領導的研究組的論文“低溫還原二氧化碳(CO2)合成金剛石”。論文介紹了他們在人工合成金剛石(即鉆石)方面取得的重大突破——在440℃的低溫條件下以CO2為碳源成功地合成了250微米的大尺寸金剛石,首次實現(xiàn)了從CO2到金剛石的逆轉變,在國際學術界引起極大反響。英國獨立報、香港太陽報、臺灣以及意大利、法國、德國等各大傳媒紛紛對此進行了積極的報道,評價其為“廢氣中產生的寶石思想”、“從溫室氣體中收獲鉆石”、“金剛石來源于稀薄空氣”。
金剛石是一種稀有的天然材料,除作為昂貴的寶石飾品外,還可廣泛應用于熱阱、絕緣和窗口材料、研磨材料、切削材料以及其他電子和工程領域。由于它非常昂貴、難得,極大地限制了它的應用。自1792年以來,人類在金剛石人工合成方面經歷了長達一個多世紀的不懈努力,然而有些工藝由于產品尺寸小、重復性低等原因,一直沒有形成產業(yè)。直到1955年,人們才第一次用高溫高壓法(1400℃,5~10萬大氣壓)合成了金剛石,目前,該方法是合成工業(yè)金剛石的主要方法。但該工藝壓力高、設備復雜、成本高,尤其是產品的顏色差,較難成為寶石金剛石,因此始終未能挑戰(zhàn)天然寶石產業(yè)。
陳乾旺教授和他的同事及研究生們經過不斷創(chuàng)新和摸索后認為:地球里有大量的CO2和碳酸鹽,并且地球內的氣氛是還原性的,天然金剛石很有可能來源于CO2。他們自己研制高壓反應釜進行實驗,用安全無毒的二氧化碳作原料,使用金屬鈉作為還原劑,在440℃和800個大氣壓的條件下,經過12小時的化學反應,終于成功地將CO2 還原成了金剛石。目前,已能生長出1.2毫米的金剛石,有望達到寶石級。
陳教授介紹說,CO2轉化金剛石的產率達8.9%,在顯微鏡下,人們可清晰地看到所生成的美麗晶體,甚至用肉眼也能看到閃爍的小顆粒。X-射線衍射及拉曼光譜的結果都證實:這些晶粒就是金剛石,它外觀無色、透明,可與天然金剛石媲美。據介紹,該工藝重復性很好,用其它碳源和還原劑也取得了成功,有關結果日前已申請國際專利。該成果必將對天然金剛石的開采業(yè)帶來極大的挑戰(zhàn)。
陳乾旺教授,2000年經錢逸泰院士推薦,入選中國科學院“百人計劃”;2001年成為國家杰出青年基金獲得者;2002年被聘為教育部“長江學者獎勵計劃”第五批特聘教授。
金剛石是一種稀有的天然材料,除作為昂貴的寶石飾品外,還可廣泛應用于熱阱、絕緣和窗口材料、研磨材料、切削材料以及其他電子和工程領域。由于它非常昂貴、難得,極大地限制了它的應用。自1792年以來,人類在金剛石人工合成方面經歷了長達一個多世紀的不懈努力,然而有些工藝由于產品尺寸小、重復性低等原因,一直沒有形成產業(yè)。直到1955年,人們才第一次用高溫高壓法(1400℃,5~10萬大氣壓)合成了金剛石,目前,該方法是合成工業(yè)金剛石的主要方法。但該工藝壓力高、設備復雜、成本高,尤其是產品的顏色差,較難成為寶石金剛石,因此始終未能挑戰(zhàn)天然寶石產業(yè)。
陳乾旺教授和他的同事及研究生們經過不斷創(chuàng)新和摸索后認為:地球里有大量的CO2和碳酸鹽,并且地球內的氣氛是還原性的,天然金剛石很有可能來源于CO2。他們自己研制高壓反應釜進行實驗,用安全無毒的二氧化碳作原料,使用金屬鈉作為還原劑,在440℃和800個大氣壓的條件下,經過12小時的化學反應,終于成功地將CO2 還原成了金剛石。目前,已能生長出1.2毫米的金剛石,有望達到寶石級。
陳教授介紹說,CO2轉化金剛石的產率達8.9%,在顯微鏡下,人們可清晰地看到所生成的美麗晶體,甚至用肉眼也能看到閃爍的小顆粒。X-射線衍射及拉曼光譜的結果都證實:這些晶粒就是金剛石,它外觀無色、透明,可與天然金剛石媲美。據介紹,該工藝重復性很好,用其它碳源和還原劑也取得了成功,有關結果日前已申請國際專利。該成果必將對天然金剛石的開采業(yè)帶來極大的挑戰(zhàn)。
陳乾旺教授,2000年經錢逸泰院士推薦,入選中國科學院“百人計劃”;2001年成為國家杰出青年基金獲得者;2002年被聘為教育部“長江學者獎勵計劃”第五批特聘教授。