2011年九年级化学新闻素材

基于科技新闻的2011年九年级化学教学和中考化学低碳主题是近年来各地中考化学关注热点。

一、研究实现将二氧化碳转化为燃料可开发点：1、用于九年级化学“二氧化碳的性质”教学，虽然该表现二氧化碳另类方程式对于九年级不是基础要求，过于前沿，但是可引导大家对于应用二氧化碳于社会的视野拓展，从另外一个层面揭示相同的反应物在不同条件下进行不同反应2、ZnGa2O4可用于化合价知识点的中考考题命制，也可以从催化剂角度考查3、联系低碳话题，结合其它开发应用CO2的素材开发专题教学设计新闻：在国家自然科学基金等项目的资助下，南京大学邹志刚课题组利用人工光合成反应，将二氧化碳转化为碳氢化合物燃料，这在利用光催化反应实现碳的循环利用方面具有积极的意义，相关研究结果发表在近期的《应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）和《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.）杂志上。

近年来，二氧化碳在地球大气中的含量不断增加，已成为一个严重的全球性环境问题。

如何探索有效地控制大气中CO2的含量，引起了有关环境、材料、化学等多学科研究工作者的极大兴趣。

一种可能的解决方法是在常温常压下，利用光催化材料将CO2高效转化为碳氢化合物，如甲烷等碳氢化合物燃料，即CO2 +H2O→CH4 + O2。

南京大学邹志刚课题组及其合作者，利用介孔NaGaO2胶体为模板，通过离子交换方法，在室温下成功合成出了ZnGa2O4介孔光催化材料。

将介孔ZnGa2O4用于CO2的光还原，成功地实现了将CO2转化为碳氢化合物燃料。

该研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. (Vol. 49, 6400-6404, 2010)上。

该课题组还采用溶剂热法，合成出数百微米长、厚度仅为~7nm（相当于5个晶胞厚度）、长/径比高达10,000的Zn2GeO4单晶纳米带。

由于Zn2GeO4具有一维单晶纳米结构，从而极大地降低了电子和空穴的复合几率，在CO2光还原转化为碳氢化合物燃料反应中表现出较高的催化活性。

该工作发表在J . Am. Chem. Soc.（Vol. 132, 14385–14387, 2010）上。

拓宽光催化材料的光响应范围，提高CO2转化为碳氢化合物燃料的效率是未来科学家奋斗的目标。

（来源：国家自然科学基金委）二、JACS：日本开发新技术将二氧化碳转变为碳资源可开发点：1、渗透化学学科观念的教学设计，体现元素观、能量观和变化观；2、质量守恒定律的命题；3、关于铝化合物作为催化剂的了解知识新闻：二氧化碳是一种温室气体，许多人对它的印象很负面。

日本研究人员日前开发出一种新技术，使二氧化碳能转变为用于合成塑料和药物的碳资源，从而变“害”为宝。

相关论文已经刊登在新一期《美国化学会志》（JACS）上。

二氧化碳的化学性质非常稳定，不容易与其他物质发生反应，因此在工业领域仅用于生产尿素和聚碳酸酯等。

东京工业大学教授岩泽伸治等人发现，碳化合物经过处理后可以与二氧化碳结合，形成新的碳物质。

研究人员向与铑结合在一起的碳化合物中加入了铝化合物，使碳化合物中碳氢结构变得容易断开，从而能够与二氧化碳结合在一起，形成新的碳物质，这种物质用处很大，能够用于合成塑料和药物。

比如用乙烯（一种碳化合物）与二氧化碳反应结合后产生的物质可合成制造树脂用的丙烯酸。

研究人员说，这不仅有效利用了二氧化碳，还可减少石油产品的使用量。

在现阶段，该技术成本较高，因为为了促进反应，要加入铝化合物。

岩泽伸治指出：“希望将来能够无需使用铝化合物，而通过光能等来促进反应，我们力争10年后使这一技术达到实用化。

”三、《科学》：中美英学者定量化研究碳收支可开发点：1、关于渗透碳循环的教学设计2、关于碳酸产生和分解的试题新闻：碳收支是当下一个重要的议题，也是存在较多争议和不确定性的科学问题。

在冰期，陆地生物圈的碳被转移到深海中，已被广泛认识。

然而，在冰消期，由海洋释放的CO2通量，及其如何导致各大圈层系统碳库的重新组织和配分，我们知之甚少。

中科院地球环境研究所金章东团队与美国哥伦比亚大学Lamont-Doherty Earth Observatory的Jimin Yu和Wally Broecker、英国剑桥大学Harry Elderfield等著名科学家合作，通过对全球主要大洋底栖有孔虫B/Ca和δ13C 组成的系统研究及与陆地记录的对比，定量化了末次冰期以来海洋、陆地和大气碳库之间相互交换作用的变化及其交换通量。

结果表明，由深海释放的CO2在冰消期早期（17.5～14.5kyr）主要存储于大气中，而在冰消期晚期（14～10kyr）很大部分被陆地生物圈生长的植被所吸收利用。

这对于认识冰期—间冰期尺度下大气CO2变化的原因以及过去气候变化具有重要的科学意义，并将为全球变暖情形下全球碳收支提供最直接的类比情景。

评审人对该项成果给予了高度的评论，认为是“一个重大的进展”。

该研究成果发表在近日出版的Science上，并作为亮点论文推荐。

（张行勇）四、《科学》：科学家首次在太空中发现巴基球踪迹可开发点：1、C60与其它碳的单质化学性质相似性，既可作为教学设计，也可以作为命题素材2、新闻：有助科学家解释在宇宙尘埃中已经探测到还无法解释的化学信号据英国广播公司（BBC）7月23日报道，加拿大科学家在茫茫太空中首次探查到了巴基球（buckyball）C60及C70的踪迹。

新发现发表在7月23日出版的《科学》杂志上。

自从25年前C60偶然在实验室被发现后，科学家就认为，巴基球可能漂浮在宇宙中，但是，直到今天才真正捕捉到它。

天然的碳能够以多种形式存在，众所周知的是石墨和钻石，但还存在一种被称作“富勒烯”的第三种类型，其中，最常见的两种富勒烯是C60和C70。

作为富勒烯家族成员之一的巴基球C60包含有60个碳原子，这些碳原子采用六边形和五边形的形式交替地链接在一起，整个分子看起来非常像一个球体。

富勒烯分子因其独特的硬度和化学以及物理特性而成为科学研究的“香饽饽”。

巴基球具有用不同方式振颤的特性，这些振颤可同特定波长的红外线相互作用。

加拿大西安大略大学的简·卡米（Jan Cami）领导的研究小组运用美国宇航局“斯皮策”（Spitzer）红外线太空望远镜，在天坛星座一颗星体（距离地球6500光年）周围的宇宙尘埃中，捕捉到了疑似巴基球引发的红外光谱扰动，接下来，他们将这些数据同实验室中对巴基球测得的数据进行比较，结果发现，数据完全吻合。

卡米表示，由于巴基球是最稳定的物质之一，因而，它们可以在星际间强大的太空辐射场中保存下来，这些发现是富勒烯确实可在太空中形成的证据。

C60和C70因其所具有的独特特性，在太空发生的各种物理和化学反应中扮演着非常重要的角色，新发现甚至可能帮助科学家解释在宇宙尘埃中已经探测到还无法解释的化学信号。

研究人员接下来想要搞清的是，这些巴基球究竟“锁住了”宇宙中的多少碳。

1996年，英国科学家哈利·克罗托因发现富勒烯与其他两位科学家共同获得当年的诺贝尔奖化学奖。

克罗托表示：“这个最令人兴奋的突破给我们提供了令人信服的证据：正如我们一直期盼的那样，巴基球已经在宇宙深处隐藏了很久。

”五、德国政府重提二氧化碳封存计划德国环境部长勒特根和经济部长布吕德勒7月14日在柏林宣布，为了帮助解决二氧化碳排放问题，德国政府计划重新提交一份曾因广泛争议而被搁置的法律草案，允许在有充分安全保障的情况下在德国建造较小规模的二氧化碳封存技术示范和评估工程。

二氧化碳封存技术近年来受到一些国家关注，被认为是解决温室气体减排难题的关键技术之一。

但是德国在这方面一直较谨慎。

德国前一届大联合政府的联盟党此前曾提出过一项有关二氧化碳封存的法律草案，但因遭到拟建二氧化碳封存工程地区居民的强烈反对而于去年大选前被搁置。

勒特根14日说，考虑到民众的顾虑，原草案已得到修改且正在政府内部讨论，政府希望草案能在今年年底前得到议会批准。

勒特根还强调德国政府将本着渐进的原则通过这一法律草案为测试二氧化碳封存技术提供法律基础。

这对工业大国德国促进气候保护非常重要。

布吕德勒也表示有关法律将使德国工业界有机会尽快发展这项关键技术并在全球利用由此产生的商机。

根据两部长发表的声明，德国计划将从火力发电厂等排放源中分离出的二氧化碳气体液压，并运输到经批准的地下储存场所封存。

每个储存场所每年封存的二氧化碳不超过300万吨，全德拟建的至多3个示范工程每年封存二氧化碳总量不超过800万吨。

2017年以前政府将对使用的封存技术进行全面估计并向议会提交报告。

只有在评估结果良好的情况下政府才会批准在更大范围内使用二氧化碳封存技术。

六、我国科学家成功合成新的碳同素异形体饱受重视的碳材料“家族”又诞生了一个新成员最近，中科院化学所有机固体院重点实验室科研人员在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的资助下，在石墨炔研究方面取得了重要突破。

研究人员利用六炔基苯在铜片的催化作用下发生偶联反应，成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳的新的同素异形体——石墨炔（graphdiyne）薄膜，研究结果发表在2010年的《化学通讯》（Chem. Commun）上。

据悉，近20年来，科学家们一直致力于发展新的方法合成新的碳同素异形体，探索其新的性能，先后发现了富勒烯、碳纳米管和石墨烯等新的碳同素异形体，并成为国际学术研究的前沿和热点，形成了交叉科学的独立研究领域。

碳具有sp3、sp2和sp三种杂化态，通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体，如通过sp3杂化可以形成金刚石，通过sp3与sp2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等。

由于sp杂化态形成的碳碳三键具有线性结构、无顺反异构体和高共轭等优点，人们一直渴望能获得有sp杂化态的新的碳同素异形体，并认为该类碳材料具备优异的电学、光学和光电性能而成为下一代新的电子和光电器件的关键材料。

石墨炔是第一个以sp、sp2和sp3三种杂化态形成的新的碳同素异形体，最有可能被人工合成的非天然的碳同素异形体。

化学所有机固体院重点实验室科研人员长期致力于碳材料的合成、聚集态结构和性能的研究。

他们成功研究出石墨炔薄膜后，Chem. Commun的审稿人在评价这一研究成果时表示：“这是碳化学的一个令人瞩目的进展，大面积的石墨炔薄膜的制备是一个真正的重大发现，研究结果非常让人振奋，并将为大面积石墨炔薄膜在纳米电子的应用开辟一条道路。

”研究结果表明，石墨炔是由1，3-二炔键将苯环共轭连接形成二维平面网络结构的全碳分子，具有丰富的碳化学键，大的共轭体系、宽面间距（4.1913Å）、优良的化学稳定性和半导体性能。

所获得的石墨炔薄膜面积可达3.61cm2，是高晶化的单晶薄膜，拉曼光谱显示了其特征峰在1382、1569、1926和2189cm-1，并证实该薄膜具有较高的有序度和较低的缺陷，薄膜电导率为：10-3-10-4 S m-1。