钼元素在元素周期表排第几位?钼元素有望成为下一代半导体材料吗?

2021-12-23 16:37:51
来源:科普时报

钼,元素周期表第42号元素。

含钼的辉钼矿与方铅矿、石墨外观非常相似,都是柔软、黑色、具有金属光泽的矿石,不易分辨。直到1778年,瑞典的化学家舍勒在实验中发现了这三种矿石之间的区别。而且他没能在辉钼矿中找到铅,却意外地发现并分离出一种未知物质——钼酸。随后,舍勒在瑞典另一位化学家的帮助下,将钼酸、木炭和亚麻籽油混合密封后用烈火加热,得到了最早的金属钼样品。由于这样得到的金属钼纯度不高、质地很脆,几乎没有什么用,因此直到19世纪结束,金属钼一直都只是化学实验室里的样品。

1891年,法国的斯奈德公司率先将钼作为合金元素生产出了含钼装甲板,发现了其优异的性能,而且密度更低,开始逐步取代钨成为钢的合金元素,从而拉开了钼工业应用的序幕。1910年,钼钢的生产工业得到迅猛发展,钼成为耐热、防腐的各种结构钢的重要成分,也成为有色金属镍和铬合金的重要成分,直到现在开采出的钼矿80%左右仍用于钢铁工业。

后来人们发现,钼在电子行业中有可能取代石墨烯。美国加州纳米技术研究院成功使用二硫化钼制造出辉钼基柔性微处理芯片。这种芯片比同等硅基芯片小20%,功耗极低,有极强的柔性,极薄,可以附着在人体皮肤上,甚至可以植入人体。英国《自然·纳米技术》杂志指出,单层辉钼材料显示出良好的半导体特性,有些性能甚至超过现在广泛使用的硅和研究热门石墨烯,是未来取代硅基芯片强有力的竞争者,可望成为下一代半导体材料。

钼的用途并不限于材料科学,在催化领域也有重要地位。工业领域的化学家们会使用基于氧化钼的催化剂来选择性将醇氧化成醛。2005年,理查德·施罗克因研制烯烃复分解反应催化剂而获得诺贝尔化学奖。在生物领域,含钼酶的催化作用则更为常见和重要,例如植物在固氮过程中,大多数固氮酶在其活性位点上都会有一个钼原子,它们对固氮的催化作用会比合成氨工业中的效率更高。钼酶不仅可以将氮气还原成铵离子,某些厌氧微生物——产乙酸菌,还能使用其他含钼酶将二氧化碳和氢元素转化为甲酸根离子,最终转化为乙酰辅酶A。这些微生物利用含钼酶每年从二氧化碳中成功转化出的乙酸盐约1011吨。目前,钼化合物已经是用途最广的催化剂之一,被广泛应用在化学、石油、塑料、纺织、化肥等行业。

钼也是人体必需微量元素之一,在机体的主要功能是参与硫、铁、铜之间的相互反应,是黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶和亚硫酸氧化酶发挥生物活力的必需因子,对机体氧化还原过程中的电子传递、嘌呤物质与含硫氨基酸的代谢具有一定影响。适量的钼能够促进人体发育,增强氧在体内的存储,抑制肿瘤,维护心肌的能量代谢等。钼酸铵就是帮助患者补充钼元素的药物,主要用于长期依赖静脉高营养的患者,帮助人体合成多种含钼酶。

关键词: 元素周期表 钼元素 下一代 半导体材料

[责任编辑:]

为您推荐

时评

内容举报联系邮箱:99 25 83 5@qq.com

豫ICP备2020035338号-6 营业执照公示信息

Copyright © 2010-2020  看点时报 版权所有,未经许可不得转载使用,违者必究。