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纳米崛起-第16部分
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“好。”黄修远神情有些兴奋,然后他紧接着吩咐道:“准备气相沉积。”
那份被合成的黑色粉末,被拿到实验室另一个区域,陆学东带着人,在这边准备好了气相沉积的工作。
黄修远从黑色粉末中,提取了一点点黑色粉末,然后轻轻的抛洒在气相沉积箱内。
向陆学东比了一个OK的手势。
看到他的动作,陆学东操作实验设备,开始进行气相沉积。
时间不知不觉,来到中午的饭点,匆匆轮流在食堂吃了饭,他们再次回到实验室内。
此时气相沉积已经完成了,将沉积的石墨烯薄膜,从沉积箱里面取出,一张半径50厘米的半透明薄膜,出现在众人面前。
不过这个东西,还不是成品,而是需要进一步深加工的半成品。
经过切割后,再进行多次机械研磨和清洁,他们得到几十片半径5厘米的单层石墨烯薄膜。
回到透射电子显微镜室,贺稳非常仔细的检查着每一片薄膜,这项工作没有那么快,连续忙碌三天时间,最终只找出了7片薄膜。
“黄总,这七片薄膜,就是嵌合了六边氧化硅的薄膜,其中一片含有六个六边氧化硅……”
看着一页页详细的检测报告,黄修远露出了一丝笑容:“我的设想果然没有错,接下来大家就会知道,这个东西的用途。”
“那我就拭目以待。”陆学东也非常好奇这东西的用途,只是黄修远一直没有解释。
其实不是黄修远不想说,而是没有实物之前,说再多也没有什么说服力。
在实验室一旁,之前服装厂没有完成的第三栋厂房,被改造成为一间钢结构厂房,在前些天已经装修好了。
一行人带着七块薄膜,来到钢结构厂房内,工程组的六七个工程师,已经调试好了几台设备。
这些设备,就是黄修远之前吩咐设计的特制设备之一。
工程组组长杜金华,迎了上来:“黄总,你来了,设备都调试过了。”
“之前让准备密封车间,在哪里?”
“黄总,请跟我来。”
来到一个净度10万级的车间,将一台设备已经陈列其中,他将一片薄膜递给杜金华:“安装在设备的过滤层位置。”
杜金华接过薄膜,打开设备的卡槽,将薄膜牢牢地安装在相应的位置,打开真空泵,没有出现漏气之类的情况,又测试了一下通电,也没有什么问题。
“黄总,符合设计要求。”
黄修远迫不及待的开口:“开始测试。”
“好。”
众人在车间的外面,通过窗口观察着。
杜金华指挥下,设备缓缓启动。
设备的上半部分,是一个上宽下窄的圆锥体容器,上侧连接着一条输气管道。
设备中间就是安装薄膜的部分。
而下半部分,则是一个上窄下宽的圆锥体容器,连接着抽真空系统。
设备上侧的容器,被注入大量的氮气;而下侧容器,则被迅速抽真空,两侧形成一个压力差。
只是由于石墨烯薄膜的阻挡,氮气没有办法进入下方。
很快,杜金华按下了一个通电按钮,一股设定好电压的电流,通过了石墨烯薄膜。
石墨烯本身并没有产生太多变化,但是被嵌合在石墨烯薄膜中的六边氧化硅,在通电后,却发生了变化。
氮气分子穿过了六边氧化硅的中心六边形,反应还没有结束,穿过六边形中心的氮气分子之间,开始发生全新的变化。
抽真空系统的另一个罐体中,大量白色粉末,一点点沉积在罐体底部,过了一个小时左右,罐体的重力感应系统,显示里面的反应物质量,已经超过了一公斤。
黄修远看这个产物,已经足够他们使用了,便开口:“停止测试吧!”
设备停止运行,那一公斤左右的白色粉末,被慎重的取出来,众人都异常的紧张。
在场的人,都是材料化学方面的,氮气变成固体粉末,中间又没有添加其他反应物,而这个东西,看情况又不像低温冷馏的固氮。
要知道全氮化合物,在某种程度上,等同于炸药,而且是高能炸药。
吞咽一下口水,贺稳小声的问了一句:“黄总,这东西不会爆炸吧?”
“放心,问题不大,只有不见紫外线即可。”黄修远倒是无比淡定。
密封避光储存的白色粉末,被小心翼翼转移到材料实验室内,在透镜室内,紧张的贺稳,终于看清楚了白色粉末的分子结构。
这是氮的一种同素异形体,由16个氮原子组成,空间三维结构,是底部由四个氮原子组成菱形平面,以此四层菱形重叠而成。
透镜室外,陆学东好奇地问道:“修远,这种全氮化合物有什么用?话说你在哈佛合成的过程中,没有其他人参与吧?”
“当然没有其他人,这又不是我导师的课题,涉及的资料和痕迹,都被我销毁了。”黄修远笑着回道,其实这不过是一个借口,他根本没有在哈佛研究这种材料。
第二十七章 催化剂
陆学东松了一口气:“那就好。”
他又随意地说了一句:“至于用途,待会你就知道。”
“我是越来越期待了。”陆学东确实非常兴奋,这几天他见识了两种全新的材料,仿佛打开了一扇大门。
三个多小时后,贺稳拿着一份粗略的分析报告,走出了检测区域,脸色带着一丝兴奋:
“黄总,这个全氮分子太厉害,你看一下这些反应数据。”
他接过来,又转手给陆学东,因为这上面的内容,他一清二楚:“学东,你先看一下。”
陆学东没有客气,直接仔细的浏览起来,翻到贺稳用红笔圈起来的部分,他的表情也出现了难以置信。
“可以快速促进有机物分解?一克可以让5~10千克有机物分解,分解产物是氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷等有机烷类。”
一旁的贺稳插了一句:“陆总,分解其实并没有什么好惊讶,关键是分解条件非常容易,只需要添加这种材料的溶液,再照射紫外线,就可以迅速产生分解反应。”
情绪非常激动的贺稳,不停歇地继续说道:“更重要的事情是,可以通过调节紫外线的波段,让分解反应定向产生需要的产物。”
“也就是说,可以通过有机物定向分解成为一氧化碳和甲烷之类?”
“是的,不仅仅天然有机物可以分解,塑料之类也可以。”贺稳的语气有些发颤。
这种生冷不忌的催化分解,让这种材料的价值获得极大提升。
要知道,从地下开采的石油,其绝对大多数成分是有机物;而生态圈中,所有的生物,体内都蕴含着有机物。
而他们公司,目前正在进行的垃圾回收产业,那些城市生活垃圾之中,就富含大量的有机物。
无论是剩菜剩饭,还是塑料袋子,这些东西,本质上都是有机物,而且还是源源不断产生的“矿藏”,这可比去挖掘地下资源容易得多。
看到这里,陆学东恍然大悟:“看来修远你都计算好了,回收生活垃圾,制造燃气出售,如果按照检测的效果,可以高效低成本制造燃气,利润确实不错。”
黄修远趁机鼓劲道:“现在需要大家精诚合作,迅速和工程组合作,研发一条高效安全的燃气制备生产线。”
“没问题。”陆学东急忙点了点头。
“这是我们的荣幸。”贺稳也摩拳擦掌起来。
首先他们和工程组一起,改造三台“氮16生成机”,单孔型号(即石墨烯薄膜上只嵌合一个六边氧化硅)的氮16生成机,每小时可以合成1。2千克氮16。
新改造的三台氮16生成机,是双孔和三孔型号的,单台每小时可以生产2。4~。6千克氮16。
每小时可以生产10千克左右的氮16。
他们为了不麻烦,打算只生产液化石油气,即丙烷和丁烷混合燃气。
因为汕美地区的居民用气,是液化石油气为主,如果生产其他类型的燃气,那需要改燃气灶,对于斤斤计较的用户而言,更换燃气灶会成为推广的障碍。
经过一系列的测试,生产丙烷和丁烷气,最佳氮16溶液浓度为5。8%~6。7%,经过特定波段的紫外线照射,每克氮16可以催化分解7。5~8。2千克有机物。
生活垃圾中的厨余垃圾,通常在生活垃圾总量的比重,大概是45%~55%左右。而厨余垃圾中的有机物干重,一般比重在16~21%。
分解一吨厨余垃圾,需要消耗20~25克氮16。按照城区的生活垃圾日产量1000吨计算,每天需要消耗20~25千克氮16。
不过考虑到目前回收工厂的情况,每天可以清运500吨就不错了,因此当前氮16的生产量,可以满足生产需要。
而另一方面,关于是单位产气的研究。
从回收厂试运行过程中,经过初步分离的生活垃圾,那些有机物垃圾,每吨有机物垃圾,可以生产16~25千克液化气,每吨厨余垃圾的产气率在0。016~0。025吨。
根据这些天的回收分离情况,再根据厨余垃圾的有机物比重。
一天清运500吨城市垃圾,就会产生225~275吨厨余垃圾,可以生产3。6~6。875吨液化气。
如果将垃圾之中的塑料制品(比重10%左右)、纸制品(比重8%左右),也作为燃气原材料使用。
50吨塑料制品,可以制造液化气25~30吨;40吨纸制品,也可以制造10~13吨液化气。
而且被提炼了燃气后,厨余垃圾、废纸皮和废塑料的反应残留物,是可以作为肥料使用的,不过需要进一步进行脱盐脱水。
目前黄修远、陆学东,和贺稳、杜金华等人,正在不断完善着生产工艺。
尽管厨余垃圾的燃气生产量比较少,但是城市生活垃圾之中,其实还有另外一些有机物垃圾,比如绿化树木的枯枝落叶、下水道的粪便和粪煤。
枯枝落叶的热值不低,在16000千焦/千克左右;
粪便(主要是人粪)的热值,干燥后在18800千焦/千克左右,通常粪便的含水率在70%。
人均每天排泄0。2千克左右的粪便,干重在0。06千克左右。
汕美城区人口80万,每天排泄160吨粪便,可以干燥出48吨干物质,制造出16吨左右的液化气。
如果人的粪便不够,还有养殖场的牲畜粪便,牲畜粪便产生的热值,和人粪的热值相差无几。
特别是猪和牛,堪称造粪机器,一头猪平均每天需要排泄1。5千克粪便;而一头牛就更加夸张了,平均每天排泄20千克牛粪左右。
这些东西都是“有机物矿藏”,也是人类发展过程中,没有利用起来的隐形资源。
参考一下国内的养殖业数据,是否有人知道华国的全年牲畜粪便生产量?
大家通常只注意到菜市场的价格,盘算着今天的猪肉多少钱一斤,明天的牛肉多少钱一斤。
却很少有人知道,华国养殖业的牲畜粪便年产量,达到了惊人的30亿吨,而且年增长接近1亿吨,预计到2018年,将突破年产量40亿吨。
如果可以全部回收利用,按照干物质含量30%计算,可以干燥出9亿吨干物质,提炼出3亿吨左右的液化气。
去开发油田,都没有比这个稳。
毕竟国内的油田,很大一部分要作为储备,加上开采难度和成本,都相当的高。
而国外的油田,不可控因素太多,当地局势、运输距离、天灾人祸等,没
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