中科院大连化物所自主研发可吸附灭活新冠

吸附属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。吸附就是固体或液体表面对气体或溶质的吸着现象。由于化学键的作用而产生的吸附为化学吸附。如镍催化剂吸附氢气，化学吸附过程有化学键的生成与破坏，吸收或放出的吸附热比较大，所需活化能也较大，需在高热下进行并有选择性。物理吸附是由分子间作用力相互作用而产生的吸附。如活性炭对气体的吸附，物理吸附一般是在低温下进行，吸附速度快、吸附热小、吸附无选择性。近日，大连化学物理研究所成功研制了可吸附灭活新型冠状病毒的催化材料。经过病毒灭活实验证明，该材料具有直接吸附灭活新型冠状病毒的作用，灭活效率达到96.5%至99.9%。此类固体催化材料无毒，且不溶于水及有机溶剂，可以制成颗粒或担载于各种载体之上，有望广泛应用于抗疫产品及日常空气及水净化用品上，实现对病毒的吸附灭活，提高防护水平。研究团队还基于空气净化、人身防护等不同场景开展了该类催化材料的应用研究，完成了蜂窝状、金属网状及无纺布等载体的担载及成型技术与工艺开发，为实现该材料在空气过滤与净化、口罩等产品上的应用打下基础。目前，研究团队正积极寻找合作企业联合进行相关产品的开发，以便尽快投入到实际应用中，助力我国和世界打赢新冠病毒肺炎疫情防控阻击战。物理吸附也称为范德华吸附，它是吸附质和吸附剂以分子间作用力为主的吸附。物理吸附，它的严格定义是某个组分在相界层区域的富及集。物理吸附的作用力是固体表面与气体分子之间，以及已被吸附分子与气体分子间的范德华引力，包括静电力诱导力和色散力。物理吸附过程不产生化学反应，不发生电子转移、原子重排及化学键的破坏与生成。由于分子间引力的作用比较弱，使得吸附质分子的结构变化很小。在吸附过程中物质不改变原来的性质，因此吸附能小，被吸附的物质很容易再脱离，如用活性炭吸附气体，只要升高温度，就可以使被吸附的气体逐出活性炭表面。化学吸附化学吸附是吸附质和吸附剂以分子间的化学键为主的吸附，是指吸附剂与吸附质之间发生化学作用，生成化学键引起的吸附，在吸附过程中不仅有引力，还运用化学键的力，因此吸附能较大，要逐出被吸附的物质需要较高的温度，而且被吸附的物质即使被逐出，也已经产生了化学变化，不再是原来的物质了，一般催化剂都是以这种吸附方式起作用。什么是催化催化改变化学反应速率而不影响化学平衡的作用。催化剂改变化学反应速率的作用称催化作用，它本质上是一种化学作用。在催化剂参与下进行的化学反应称催化反应。催化是自然界中普遍存在的重要现象，催化作用几乎遍及化学反应的整个领域。化学反应物要想发生化学反应，必须使其化学键发生改变，改变或者断裂化学键需要一定的能量支持，能使化学键发生改变所需要的最低能量阈值称之为活化自由能，而催化剂通过改变化学反应物的活化自由能进而影响反应速率。正催化剂可加速反应；负催化剂或抑制剂则会与反应物反应进而降低化学反应。可提高催化剂活性的物质称为促进剂；降低催化剂活性者则称为催化毒。在催化反应过程中，至少必须有一种反应物分子与催化剂发生了某种形式的化学作用。由于催化剂的介入，化学反应改变了进行途径，而新的反应途径需要的活化能较低，这就是催化得以提高化学反应速率的原因。催化材料表面吸附和催化是材料表面化学一个重要的研究领域外来气体分子通过表面的吸附作用而被“活化”，发生“催化”反应并生成新的物种。固体表面仅起到加速化学反应的作用，在反应前后本身的结构并没有发生变化，因而被称为“催化剂”。显然，评价催化剂性能的两个最重要的指标——转化率及选择性，取决于材料的表面特性及气固界面的作用机制。在相当长的历史时期内，催化剂的制备主要依靠经验而缺少严格的科学理论指导。至于气体与固体表面相互作用过程及其产物的形成机制，在缺少表面科学知识和有效的表面分析研究工具的年代，是很难被认识清楚的。因此，人们曾把催化过程比喻为黑盒子里的“魔力作用”（magiceffect)。随着人们对固体表面物理化学问题研究的逐步深入及表面分析谐仪的使用，今天人们已能从原子、分子水平上，对许多金属低Miller指数单品表面上的小分子吸附和催化过程，进行严格的表征及理论计算，部分揭开了催化反应的微观历程，初步建立起从分子设计到实用催化剂制备的研究方法，使催化研究步入了真正的科学时代。固体表面上的吸附与催化的研究已有百年历史。病毒灭活病毒失去感染性，称为灭活。了解灭活的条件不仅对从患者分离病毒、防腐和消毒是必要的，而且和疫苗生产也有关系。病毒灭活的机理有三。一、破坏包膜：包膜含有脂类物质，因之有包膜的病毒可迅速被脂溶剂破坏，如乙醚、氯仿或去氧胆酸钠可使病毒灭活。实际上可利用病毒对脂溶剂的敏感性来检查病毒是否有包膜。物理因子，如渗透压改变、冻融、热和干燥等都可引起包膜破坏。一般认为，呼吸道感染的病毒对于燥抵抗力弱，传播主要是人间直接感染，这是因为有包膜的原故。二、病毒蛋白质变性：能使蛋白质变性的化学制剂都能使病毒灭活，如酚、甲醛、次氯化物、酸和碱等。加热引起变性也是有效灭活的方法。一般说病毒对热抵抗力弱，60℃几分钟就使之感染性明显降低，因此在分离病毒时，从患者取来的标本需低温保存，迅速送往实验室，长期保存最好置于-80℃以下的低温条件。三、病毒核酸的损害：X线、γ线等电离辐射可切断核酸，紫外线可使核苷酸链上相邻的嘧啶碱基形成二聚物,而破坏病毒基因的功能。另外吖啶橙或中性红等染料可与病毒核酸结合，暴露于光线之下，可使核酸分解，而使病莓灭活。新闻来源：中国科学院大连化学物理研究所、百度