金属有机化学的发展及应用

2021-01-09张金玉朔州师范高等专科学校山西朔州036000

化工管理 2021年17期

张金玉(朔州师范高等专科学校，山西朔州 036000)

0 引言

现阶段，我国正处于经济高速发展阶段，金属有机化学与人们生活存在直接关系，为后续人类科学技术进步创造了坚实基础。为此，相关研究人员需要深入了解金属有机物类型以及发展情况，对后续发展方向有一个清晰认知，这对于金属有机化学研究具备重要意义。相关部门也需要就此展开研讨，保证通过对金属有机化学发展和应用研究，使金属有机化学发展体系更加完善。

1 金属有机物的类型

站在整体角度来说，我国金属有机化学的发展范围越来越广，科学家们通过不断探索，能够让很多合成金属有机物发挥出作用，提升民众的生活水准，为科技发展也带来了更多机会。最为常见的金属有机物类型有两种，其中一个是过渡金属有机化学，另一种为稀土金属有机化学，二者在国内外应用均十分广泛。其中，过渡金属有机化学在金属有机物中比较常见，为催化科学的发展带来很多便利。随着科技的发展，过渡金属有机化学的选择性有很多，合成水平也较高。另外，过渡金属有机化学自身性质比较特殊，结构化学的知识体系愈加丰富。在现实生活中，过渡金属有机化合物应用同样十分常见，在抗癌、杀菌灭毒等方面发挥出重要作用。

反观稀土金属有机化合物，可以通过很多手段来制取，自身结构比较特殊。另外，稀土金属有机化合物的光学性质同样引起了科学家的重视。与过渡金属有机化学相同的是，稀土金属有机化学物同样具备催化特性，这也增加了自身的应用范围。金属有机化合物可以通过多种手段获取，该过程中，研究人员进行了深入性研究，发现了很多金属有机化合物多层面内容，如结构类型中的键角以及键型等[1]。

2 金属有机化学的发展

2.1 金属有机化学的发展历史背景

自英国工业革命开始之后，金属在工业领域中的应用越来越多，西方研究人员也渐渐发现了更多种类的金属元素。到了1827年，研究人员通过乙醇和滤波酸盐反应，得到最新的金属有机化合物，这也是最初的有机化合物要素。从实际研究中能够看出，该类物质主要是通过金属以及有机基团反应，得出具体的化合物。倘若金属和碳间出现硫、氮等原子，所形成的化合物便不属于是金属化合物。除此之外，金属有机化学和无机化学之间存在一些联系，如金属离子有机化合物化学反应等。该类化合物在很多领域中均得到了应用，发展前景十分广阔。

2.2 金属有机化学现阶段发展情况

到了1951年，金属有机化学发展速度更快，借助于无机盐和环戊二烯进行反应，最终得到的产物为二戊铁，经过研究发现其自身结果为夹心式结构。在2012年，在北京科技展览会上展示了水文切割技术，该项技术在当时全世界范围了引起了巨大反响。现阶段，科技发展取得了很多新成果，这也让有机化学应用过程变得更加完善。部分研究人员通过不断研究，发表了很多新的理论，如金属络合物理论等。总的来说，工业领域对于金属化合物要求很高，这也让工业中的金属有机化学发展更加丰富，理论和应用愈发活跃。截至目前，已经有十几位金属有机物化学科学家获得诺贝尔奖，促使该项技术在工业生产和科研领域中得到了广泛应用[2]。

2.3 金属有机物的后续发展前景

自从进入21世纪，人们的环保意识逐步提升，环境保护也成为了一种新兴产业。其中，工业发展中会出现大量消耗，这些生产容易对环境带来严重污染。受有机物催化高选择性影响，让金属有机化学在环保领域中可以发挥重要作用，这也是绿色化学的基本前提条件。现阶段，很多企业开始在环保产业领域进行投资，如：阿里巴巴、微软等。正是由于社会的发展，人们对环保材料要求大幅提升，促使金属有机化合物在电子材料等制作中得到了广泛应用。需要注意的是，金属有机化学本身对材料的革命，是目前各个国家重点研究的内容之一，这也充分证明了金属有机化学具备十分广阔的应用前景。

3 金属有机化学的具体应用

3.1 金属有机化学在工业领域中的应用

在现阶段工业领域之中，金属有机化学的应用已经得到普及。其中，金属有机化合物中最为常见的就是碳-金属键，最为世界上最轻的金属，能够为工业发展起到十分重要的作用。例如应用航空航天设备中的金属以及化学行业中的金属有机物催化剂中，均含有金属有机化学产品。又如金属有机化合物在石油化工以及提炼化工等催化剂应用同样能够发挥出良好作用，可以最大限度地提升工业技术水准。现阶段，我国已经加入到英国开展的碳金属研究行列之中。通过八羰基合二钴催化作用应用，保证氢甲酰化，最后生成丁醛，此时，人们便可以将醇醛缩合法进行替代，保证乙醛的有效处理[3]。

3.2 金属有机化学在医药领域中的应用

为了更好地维护医疗卫生行业发展，全世界各个国家均开展了深入性的医疗研究工作。从医药产品角度来说，美国和日本等国家生产的医疗产品占据了大部分的市场，其中，美国的医疗卫生产品更加明显，其中便应用到了金属有机化学。我国想要在如此激烈的市场竞争中获得更多优势，需要尽可能加强金属有机化学在医药领域中的应用，带动医药行业的迅速发展。例如有机锑化合物和有机贡化合物等均可以充当医药产品，用于治疗吸血虫病和梅毒等疾病。除此之外，通过金属有机化学物应用，也可以对新的抗癌药物进行开发。例如红药水中含有部分有机汞，应用时，醋酸苯汞以及汞溴红中有2%的水溶液为红药水，醋酸苯汞以及汞溴红等也可以发挥出防腐和消毒作用。

3.3 金属有机化学在能源领域中的应用

石油和煤炭时国家发展中必不可少的能源物质，该类资源属于是不可再生资源，储备量越来越少。另外，能源在国防、军事等方面同样具备积极意义。通过对金属有机化学的研究，能够实现对可再生清洁能源的转换，保证各个行业的能源供应。例如在太阳能应用时，可以通过金属有机化合物应用提升开发能力。氢气作为清洁能源，在未来应用也会更加广泛，再加上氢气自身清洁性特点，可以实现模仿生物功能的人工固氮技术。该类内容属于是金属有机化学范畴，通过该类设计，氢气也能得到全面应用。相比之下，金属有机化学自身特殊性十分明显，能够在能源领域中得到充分应用，带动能源行业的全面发展，如航天领域中的二戊铁，该类物质可以充当节能添加剂，在降低能源消耗量同时，缓解环境污染。

3.4 金属有机化学在新材料领域中的应用

金属有机化学在新材料中同样得到了广泛应用，实际发展之中，新型金属膜属于是金属有机化学在该领域中的应用代表之一。新型金属膜在使用时，可以将传统生产工艺中的缺陷克服，保持质地均匀，不存在任何气泡问题，之所以能够达到该效果，金属化合物参与必不可少。从金属有机化学物应用中能够看出，具备高耐热性和高蒸汽压等特性，在实际制备时，可以与生产工艺更好的相适应。除了新型金属膜之外，纳米材料植被也需要借助于金属化合物参与其中，强化纳米材料的选择性和可抗性等优势。在后续纳米材料植被上，金属有机化合物对反应的控制能力很强，能够在有机物中溶解，反应选择性也较强。另外，金属有机化合物还能充当光学材料以及无机材料等的催化剂，让材料开发的经济性和质量处于较高状态，真正做到材料研发效果的控制[4]。

3.5 金属有机化学在环保领域中的应用

金属有机化学在环保方面的应用也引起了人们的高度关注，最初金属有机化学主要应用于绿色化学领域，对整个化学反应成本进行控制，保证反应的全面发展。在新时期之中，绿色化学研究依旧处于热点内容范畴，不但能够预防污染，更不会产生新的污染物。环境保护和环境污染预防属于是未来金属有机化学研究的重点内容之一，如金属—有机配位聚合物在应用时，能够避免环境污染问题出现。金属有机化合物在气体吸附以及分离等方面，均能产生较强的应用价值，实现对反应体系中pH值、温度、浓度等因素调节，强化环境保护力度。从这里也能够看出，二戊铁能够充当节能添加剂，降低工业生产中固液气体燃料消耗量。实际应用时，还能保证燃烧所产生的气体烟雾被彻底清除，将更好的环保效果呈现出来[5]。