8月3日,,國際化學(xué)界權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《美國化學(xué)會志》(J. Am. Chem. Soc.)發(fā)表了我�,;瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院陳乾旺教授領(lǐng)導(dǎo)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(zhuǎn)變,,在國際學(xué)術(shù)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(chǎn)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(yīng)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(lǐng)域,。由于它非常昂貴,、難得,極大地限制了它的應(yīng)用,。自1792年以來,,人類在金剛石人工合成方面經(jīng)歷了長達一個多世紀(jì)的不懈努力,然而有些工藝由于產(chǎn)品尺寸小,、重復(fù)性低等原因,,一直沒有形成產(chǎn)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(shè)備復(fù)雜、成本高,,尤其是產(chǎn)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(chǎn)業(yè),。
陳乾旺教授和他的同事及研究生們經(jīng)過不斷創(chuàng)新和摸索后認(rèn)為:地球里有大量的CO2和碳酸鹽,,并且地球內(nèi)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(yīng)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(jīng)過12小時的化學(xué)反應(yīng),,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(zhuǎn)化金剛石的產(chǎn)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(jié)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(jù)介紹,,該工藝重復(fù)性很好,,用其它碳源和還原劑也取得了成功,有關(guān)結(jié)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(jīng)錢逸泰院士推薦,入選中國科學(xué)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(xué)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(yīng)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(lǐng)域,。由于它非常昂貴,、難得,極大地限制了它的應(yīng)用,。自1792年以來,,人類在金剛石人工合成方面經(jīng)歷了長達一個多世紀(jì)的不懈努力,然而有些工藝由于產(chǎn)品尺寸小,、重復(fù)性低等原因,,一直沒有形成產(chǎn)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(shè)備復(fù)雜、成本高,,尤其是產(chǎn)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(chǎn)業(yè),。
陳乾旺教授和他的同事及研究生們經(jīng)過不斷創(chuàng)新和摸索后認(rèn)為:地球里有大量的CO2和碳酸鹽,,并且地球內(nèi)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(yīng)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(jīng)過12小時的化學(xué)反應(yīng),,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(zhuǎn)化金剛石的產(chǎn)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(jié)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(jù)介紹,,該工藝重復(fù)性很好,,用其它碳源和還原劑也取得了成功,有關(guān)結(jié)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(jīng)錢逸泰院士推薦,入選中國科學(xué)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(xué)者獎勵計劃”第五批特聘教授。