第二十二章 二氧化硅
沙尘暴可以绵延几十上百公里,且来势极快,那种遮天蔽日的感觉仿佛临近末世。
这是沙漠所特有的奇观。
9月1日下午,今天是农历七月十五,中元节。
最后一个采样点在沙漠的几何中心。
两个时辰后,一行人带着愉悦的心情从沙漠中心返回车辆所在地。
“这个星球上三分之一的陆地都是沙漠,沙漠对人类所生存的环境造成了极大的威胁,现今全球荒漠化的土地已经超过了3600万平方公里,相当于美国c俄罗斯c中国和加拿大国土面积的总和,全世界受荒漠化影响的国家有100多个,而荒漠化却以每年5~7万平方公里的速度扩大,虽然之后各国以及联合国都出台相应的法规来遏制荒漠化,但在工业高度发展的今天,在牺牲环境以发展经济的今天,荒漠化程度虽有减缓但仍然在扩大,如果人类一天不能高度重视这些人类赖以生存的环境,那最终只能是自取灭亡。”李羽清有些感慨,发展太快的代价就是环境出问题。
虽然很多国家都已经意识到了环境问题的重要性,但要兼顾经济发展和建设美好的环境永远都是一对矛盾,不能偏向任何一方,只能维持一个基本的动态平衡。
事实上现在所面临的污染问题基本都是由化工行业产生的,工厂产生的废气,废水。
如目前在世界上产能最大的电子信息行业,其最基础而最必要的一个工业原料就是单晶硅制成的硅芯片,单晶硅通常都是以多晶硅或无定型硅为原料制取的,而后采用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅,熔融的单质硅在凝固时硅原子金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核生长成晶面取向相同的晶粒,则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。
而世界上约85的多晶硅采用西门子法生产工艺,即三氯氢硅还原法——以hcl(或cl2ch2)和冶金级的工业硅为原料,将粗硅(工业硅)粉与hcl在高温下合成为sihcl3进行多级蒸馏,大幅提高纯度后,在还原炉中在1050c的硅芯上用超高纯的氢气对sihcl3进行还原最终得到高纯多晶硅。
而这个过程所消耗的能量以及过程中产生的废水废液和有毒排放物如盐酸c氯气c四氯化硅c硅烷等都是非常多的,每生产1000吨多晶硅就会有3500吨三氯氢硅和4500吨四氯化硅废液产生,而处理这些废液所消耗的能源也将是一个巨大的开支,这还只是从粗硅生产多晶硅的流程,更遑论从二氧化硅生产粗硅,从多晶硅生产单晶硅以及之后熔体结晶的过程所产生的废料和能源消耗。
正是因为硅产业的高污染高耗能,美国才将此类非核心技术转移到发展中国家。
当然这变相带动了发展中国家的经济,但同时也不可避免的造成了发展中国家的环境问题,资本主义向来是以多数人的劳动养活最上层的资本家。
但是好在国家已经对这些高污染企业做出了一定的限制,而且绿色化学的出现正好可以为这样的产业带来福音。
传统环境治理基本上是本着先污染后治理的准则进行的,就算是在化工厂把污染物处理掉,那也是先产生了污染,而后以最快的速度处理。
而绿色化学所要做的便是从源头上根除污染,从根本上不产生污染,这是绿色化学的最高目标,所有绿色化学人,都以此为追求而在科研工作中挥洒汗水。
绿色化学讲求原子利用率,即生成的所需产物中的所有原子量除以反应物的所有原子量,这个值越接近100则原子利用率越高。
现在很多科研工作者都致力于开发原子利用率更高,对人体伤害更小,对环境更友好的反应。如原来的乙醛生成反应,以乙烯,氯气和氢氧化钙为原料,而且原子利用率仅仅25,而后来开发的绿色反应仅用氧气为原料,原子利用率高达100,这便是化学的功劳了。
任何一个学科,都不是一个独立的学科,在当今科技发展越来越迅速的信息化时代,将多个学科进行交叉融合才是最好的出路。
“当然,沙漠虽然可怕,但它却也孕育着很多沙漠所独有的资源,比如各种动物,各种植物,我们可以从这些生物身上学到在沙漠中生存的方法,或是以这些沙漠特有生物来开发新的科技产品。当然沙漠中存量最大的还是放眼望去到处都是的东西——沙子。”李羽清话锋一转,他觉得有必要给三人做点暗示。
沙子最常见的成分是石英砂即si一2,有些可能含有硅酸盐,如长石砂岩中含有硅酸铝。
而二氧化硅是工业生产粗硅最重要的原料,同时也是制作石英玻璃器皿以及生产普通玻璃最重要的原料,每年有数万吨的沙子被运送到世界各地进行工业加工。
“所以其实我们可以学习一些动物在沙漠中的取水方式,以此提高自己在沙漠中徒步的生存率,比如南美洲的原驼以仙人掌花来补充一定的水分,而沙漠中有的地方可以打井来寻找水源。”
话音未落,突然舱内灯光一闪,而后便是一片黑暗。
“中控系统瘫痪了,4个发动机全部停转。”辛捷略显慌乱的声音传来。
“2分钟后硬着陆,大家快进缓冲舱。”副驾驶张云龙应该是受过这样的训练,他的声音除了有些颤抖外倒是显得更加镇定。
一阵在黑夜中极其刺耳的金属撞击和摩擦声过后,便是死一般的寂静。
张云龙打开缓冲舱门,身形略显狼狈,但他还是以最快的速度的打开了另外三个有些扭曲变形的缓冲舱门。
四人坐在飞行器内完整度最高的样品保存室内。
张云龙问道:“大家都没事吧。”
高凌燕有些奇怪的问道:“没有受伤,只是这飞的好好的怎么突然出问题了?”
辛捷答道:“原因没有查明,不过我想这毕竟是新产品,或许有什么没有注意到的缺陷吧。”
(这里化学式的数字不能打成下标,而且不能发chedra画的反应式,所以各位只能将就着看一下了。另,在此征集各位读者对自己所了解相关领域科普的资料,或者认为一些被误解的科学问题可以发给我,我考虑加到主线的内容里去。希望有相关资料的朋友来讨论一下,q:466一171一600,and there is n一 nizati一ns ei chat)
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