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甲醇的辉煌
时间:2021-12-14

提到甲醇,你会想到什么?工业酒精?农药原料?但事实上,甲醇不仅是重要的化工原料,也是性能优良的电子化学品和能源燃料,绝不甘于只做”路人甲“,在自己的故事里也是闪闪发光的主角。


01
这个醇不简单

甲醇,化学式为CH3OH,CAS号:67-56-1,是一种有机化合物。结构为最简单的饱和一元醇,性状为无色透明液体,纯品略带乙醇气味,粗品刺鼻难闻,能无限地溶于水或酒精中。甲醇最早从干馏木材的蒸出液中分离得到,故又称木醇或木精。

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木精?说的是我?(bushi)

再乖的娃也有自己的“脾气”,甲醇也不例外。甲醇有毒,中毒的潜伏期一般介于12-24小时。致死剂量为30ml,5~10ml为严重中毒,10ml以上可引起失明[1],可经人体皮肤、呼吸道、胃肠道吸收中毒。


02
酒里的路人“

甲醇游离在自然中,无亲无故,直到碰到了经历相似的“哥哥”,学名叫乙醇,俗称酒精

乙醇是一个著名“企业家”,深受医疗卫生、有机合成、食品工业...等行业伙伴的喜爱,尤其是在制酒行业中,乙醇的地位不可撼动。

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有一天,酒厂里有员工发现,两兄弟不仅外观一样,气味、口感也差不多。在利益的驱使下,一些不法商人为了赚取更多的利润,用廉价的工业酒精甚至是甲醇原液勾兑其他酒产品或水,制造并出售散装酒,导致甲醇中毒事件屡屡发生。

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甲醇就像酒精界的“李鬼”。白酒喝多了只会让你昏睡,若是误喝了甲醇,很容易就能把你带到鬼门关。

甲醇毒性在于其代谢产物,甲醇进入体内后代谢转化为甲醛、甲酸,无法被进一步代谢,然后越积越多对人体产生伤害。[2]常见的症状是,先是产生喝醉的感觉,数小时后头痛,恶心,呕吐,以及视线模糊。严重者会失明,乃至丧命。
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当“弟弟”甲醇闯了祸,“哥哥”乙醇便会来救场。乙醇(真酒)通过结合代谢酶的方式,来缓解甲醇代谢,达到解毒的作用。[2]


03
成名之路:默默努力然后惊艳所有人

假酒、有毒......各种负面的标签打在了甲醇身上,但是他并没有因此消沉,而是决心走上正道,进入了氯甲烷工厂,成为一名基层的技术员。


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没有了哥哥的庇护,甲醇当下的工作环境危险又恶劣。氯甲烷易燃易爆炸,还要与刺鼻的盐酸日日作伴,想要摆脱现在的困境,只有不断地提升自己。

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甲醇在工作的空闲时间努力学习,很快就掌握了很多知识,纯度等级也一路飙升。除了用于制造醛和农药,还参与制备甲基氯硅烷、乙酸、醋酸乙烯、碳酸二甲酯......甲醇的潜能逐渐被挖掘出来,应用领域也越来越广。这时的甲醇已经不再是路人甲,还被猎头挖到了实验室,做起了色谱溶剂,用于实验室研发及分析检测领域。

色谱甲醇是指用于色谱分析、色谱分离、色谱制备的甲醇试剂。实验室里,甲醇认识了乙腈姐姐,两人也常常被拿出来对比。甲醇洗脱强度与乙腈相当,UV吸收相对其他溶剂也较低,而且价格比乙腈便宜得多。当然除了价格优势,甲醇总体上具有更好的溶解度特性,其他特性也不相上下,两者之间相辅相成。

对于实验猿来说,永远不会假设一种溶剂比另一种溶剂更好,成年人不做选择,甲醇和乙腈同时拥有会更香!

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应用广泛的甲醇,快速成长为一个实验室明星。有了更好的平台学习,天资聪颖的甲醇逐步进入到电子级化学品行列,被广泛应用于半导体、光伏太阳能电池、LED和平板显示等领域,用作电子工业清洗剂、有机合成的甲基化剂、防冻剂、浸出剂、萃取剂、清洗剂、稀释剂、脱水剂。


04
番外篇:未来,充满无限可能

真正把甲醇潜力开发到了极致,让他大放异彩的是,做出了对环境友好的新能源设备——甲醇燃料电池。这是什么电池?简单来说,这是需要“加油”的电池。

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日本东京举办的CEATEC展会上,KDDI和东芝公司联合推出的甲醇燃料电池手机

和我们熟悉的锂离子电池不同,甲醇燃料电池不能通过充电恢复电量,而是需要像加汽油一样给电池添加甲醇。早在1998年,以甲醇燃料电池为电源的手机已经实现加充甲醇1分钟,待机6个月, 连续通话1星期。[3]

为什么甲醇燃料电池能续航这么长时间?原因在于其能量密度高,比其它电池都要高出很多,这也是它最突出的优点,但是不足之处也十分明显。

首先就是大,体积庞大,手机需要配置额外的空间来储存甲醇;其次,甲醇是易燃物品,不易携带;另外,电池的催化剂是铂,是一种比黄金还要贵的贵金属,由它制备成的电池,其成本可想而知...等等固有的缺点。

手机上用不着,更庞大的物体也许可以。近几年新能源汽车做得风风火火,甲醇燃料电池又有卷土重来之势。当甲醇应用于新能源汽车,是燃油车时代解决清洁环保的重要举措之一,也是业内探索的一大方向,值得拭目以待。