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摘要：研究小组发现，无需借助加热或催化剂（通常含有稀有金属），仅靠粘土就可以在室温左右的环境中加速化学反应，提出了一种无需能源或稀有金属即可加速反应的新手段。

关键词：粘土、催化、化学反应、卟啉(POR)、频率因子

概要

1.研究小组发现，无需借助加热或催化剂（通常含有稀有金属），仅靠粘土就可以在室温左右的环境中加速化学反应。这提出了一种无需能源或稀有金属即可加速反应的新手段。

2.为了加速化学反应，通常要提高反应系统的温度和反应物质的浓度或者引入催化剂（降低活化能（反应所需能量）的物质），但是在很多反应中，因为物质的稳定性等问题无法提高温度，或者因为溶解度低等原因无法提高浓度，或者还没有找到可以作为催化剂的物质，所以没有已知的方法可以有效地加速反应。

3.本研究通过将类似于红细胞中血红蛋白活性中心的环状有机色素分子卟啉(POR)吸附到粘土表面，成功地将POR吸收锌离子的反应加速了23倍。该反应速率常数（表示反应物增减速率的量，k）的温度依赖性（直线的斜率）表明，活化能在有或没有粘土的情况下几乎相同，粘土本身不起到催化剂的作用。研究还阐明了POR与金属离子之间的碰撞频率的规模（频率因子）增加了大约三个数量级。各种光谱测量结果表明，吸附在粘土表面（带负电荷）的POR外侧（粘土的相反侧）的电子密度（带负电荷）增加。据悉，POR分子表面增加的负电荷通过静电相互作用有效地引起其与金属离子（阳离子）的碰撞，从而加速了反应。

4.粘土是地球上无处不在的环保型材料，而研究小组找到了一种使用这种材料的新方法。未来，研究小组将优化如何用这种方法加速更高难度和需求更高的化学反应，并且进一步计划将其用在粘土以外的表面以寻找类似的效果。

上图：POR吸收锌离子的反应；

下图：POR吸收锌离子的反应的速率常数（k）的温度依赖性。从斜率获得活化能，从纵轴的截距获得频率因子信息。

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