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氫氣
最輕的氣體
氫氣（英語(yǔ)：Hydrogen）是氫（H）元素的單質(zhì)形態(tài)，化學(xué)式為H?。氫氣在常溫常壓下是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、易燃易爆炸氣體，分子量為2.0157，在0 ℃、101.325 kPa條件下的密度為0.08987 g/L。氫氣難溶于水中，在21 ℃時(shí)，水中溶解度僅為1.62 mg/L。氫氣是世界上已知密度最小的氣體，也是自然界中最輕的氣體，其具有可燃性、還原性、氧化性等化學(xué)性質(zhì)。氫氣不僅可以用于填充氣球、治療疾病，在工業(yè)上作氫化劑和還原劑，而且它也是21世紀(jì)主要研究的一種新型的清潔能源，可以作為航空燃料或以燃燒電池的方式為汽車(chē)提供動(dòng)力。氫氣可以通過(guò)電解水、水煤氣、烴類(lèi)轉(zhuǎn)化法等方法制備。
基本信息
中文名
氫氣
英文名
Hydrogen
化學(xué)式
H?
物理性質(zhì)
外觀
無(wú)色氣體（常溫常壓）
氣味
無(wú)味
密度
0.08987 g/L（0 ℃，101.325 kPa）
熔點(diǎn)
-259.2 ℃（100 kPa）
沸點(diǎn)
-252.8 ℃（100 kPa）
比熱容
14.3 J/(g·℃)（25 ℃）
自燃溫度
560 ℃
閃點(diǎn)
<-150 ℃
發(fā)現(xiàn)歷史
16世紀(jì)，瑞士醫(yī)生帕拉賽斯·菲利普斯·奧利奧盧斯（Paracelsus Philippus Aureolus）發(fā)現(xiàn)當(dāng)鐵屑投入到硫酸會(huì)生成一種氣體，這個(gè)氣體就是氫氣。17世紀(jì)，比利時(shí)科學(xué)家范·海爾蒙特（van Helmont）說(shuō)過(guò)“干餾有機(jī)物會(huì)生成可燃?xì)怏w”，該可燃?xì)怏w就是甲烷、氫氣、一氧化碳的混合物。17世紀(jì)中葉，英國(guó)化學(xué)家羅伯特·波義爾（Robert Boyle）將裝滿(mǎn)稀硫酸的長(zhǎng)頸瓶倒置在同樣盛有硫酸的液面上，將鐵粒投入到大瓶里，一段時(shí)間后，長(zhǎng)頸瓶中收集到一種氣體，該氣體即為氫氣。這些科學(xué)家均未對(duì)氫氣有進(jìn)一步的研究。
英國(guó)化學(xué)家亨利·卡文迪許（Henry Cavendish）是歷史上公認(rèn)的氫氣發(fā)現(xiàn)者。1766年，卡文迪許發(fā)表的一篇研究報(bào)告《論人工空氣》中描述利用一定量的鐵、鋅金屬與足量的酸（如稀硫酸、稀鹽酸）反應(yīng)可制得“可燃空氣”（即氫氣）。他利用排水法將該氣體收集起來(lái)進(jìn)行了仔細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)該氣體與空氣混合后遇火星會(huì)爆炸。然而，卡文迪許由于受到燃素說(shuō)的影響，始終認(rèn)為這種氣體是一種燃素。直到1787年，法國(guó)化學(xué)家安托萬(wàn)-洛朗·拉瓦錫（Antoine-Laurent de Lavoisier）正式提出氫是一種元素并對(duì)其命名為“hydrogenium”。
1808年，英國(guó)物理學(xué)家約翰·道爾頓（John Dalton）在前人發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立了新的原子學(xué)說(shuō)，主張用原子來(lái)解釋各種化學(xué)現(xiàn)象，并且首次在化學(xué)領(lǐng)域引用原子量的概念，認(rèn)為每種元素的原子重量是不變的。1811年，意大利化學(xué)家阿莫迪歐·阿伏伽德羅（Amedeo Avogadro）提出分子假說(shuō)，分子是由原子構(gòu)成的，雙原子分子是由兩個(gè)原子構(gòu)成的，而稀有氣體這類(lèi)單原子分子則是由單子原子構(gòu)成的。1858年，意大利化學(xué)家斯塔尼斯勞·康尼查羅（Stanislao Cannizzaro）對(duì)分子假說(shuō)進(jìn)行了驗(yàn)證。至此，確定了氫氣是一種雙原子分子組成的單質(zhì)。
化學(xué)結(jié)構(gòu)
H?是H元素的單質(zhì)形態(tài)，是最輕的雙原子分子。每一個(gè)H原子在1s原子軌道上有一個(gè)電子，H?分子的成鍵模型可以描述為兩個(gè)H原子分別提供一個(gè)電子形成共價(jià)鍵。當(dāng)兩個(gè)H原子的核間距達(dá)到一定值時(shí)，體系能量達(dá)到最小值，此時(shí)平衡距離為0.0746 nm，鍵能為4.52 eV。
兩個(gè)H原子的1s原子軌道可以線(xiàn)性組合成σ?s（成鍵分子軌道）和σ?s*（反成鍵分子軌道）。當(dāng)電子進(jìn)入成鍵分子軌道時(shí)，系統(tǒng)能量降低，電子進(jìn)入反鍵分子軌道時(shí)，系統(tǒng)能量升高。兩個(gè)H原子提供的兩個(gè)1s電子會(huì)以自旋相反的方式進(jìn)入能量較低的σ?s成鍵分子軌道，形成1個(gè)以σ鍵結(jié)合的H?分子，其分子軌道排布式為H?[(σ?s)2]。
由于原子核的自旋不同，氫氣會(huì)形成兩種不同的自旋異構(gòu)體。當(dāng)兩個(gè)原子核自旋方向相同時(shí)，為正氫；當(dāng)兩個(gè)原子核自旋方向相反時(shí)，為仲氫。氫氣通常是正氫和仲氫的平衡混合物，室溫下，氫氣由75％正氫和25％仲氫構(gòu)成。正氫和仲氫之間可以相互轉(zhuǎn)換，當(dāng)溫度降低時(shí)，正氫會(huì)轉(zhuǎn)換為仲氫，并釋放出熱量。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
常溫常壓下，H?是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的氣體，具有體積小、分子量小、黏度低、抗磁性的特點(diǎn)。在100 kPa時(shí)，熔點(diǎn)為-259.2 ℃，沸點(diǎn)為-252.8 ℃，在25 ℃時(shí)的蒸氣壓為1.6×10? kPa，在0 ℃，101.325 kPa的密度為0.08987 g/L，難溶解于水中，在21 ℃時(shí)水中溶解度僅為1.62 mg/L，爆炸極限為4.0%-75.6%。
同素異形體
由于氫元素具有多種同位素（如H、D、T），這使得氫氣的原子組成也會(huì)大不相同，其中比較常見(jiàn)的有H?、D?、T?、HD、HT、DT。
表2：氫氣同素異形體的三相點(diǎn)與臨界點(diǎn)
H? | D? | T? | HD | HT | DT | ||
三相點(diǎn) | 溫度/K | 13.96 | 18.73 | 20.62 | 16.60 | 17.63 | 19.71 |
壓力/kPa | 7.3 | 17.1 | 21.6 | 12.8 | 171.7 | 19.4 | |
臨界點(diǎn) | 溫度/K | 32.98 | 38.35 | 40.44 | 35.91 | 37.13 | 39.42 |
壓力/kPa | 1.31 | 1.67 | 1.85 | 1.48 | 1.57 | 1.77 | |
正常沸點(diǎn)/K | 20.39 | 23.67 | 25.04 | 22.13 | 22.92 | 24.38 | |
氫有H、H?、H?和金屬氫四種同素異形體。H?是由三個(gè)H原子構(gòu)成的不穩(wěn)定分子，一般化學(xué)反應(yīng)中不能形成，但是可以利用H?轟擊處在基態(tài)的H原子而得到。H?極易失去電子形成H??離子，H??是最簡(jiǎn)單的穩(wěn)定多原子分子，H??廣泛存在于宇宙中，已在木星、天王星、土星等行星中探測(cè)到。金屬氫是氫另一種不常見(jiàn)的同素異形體，在高壓下，固體氫可以從絕緣相轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賹?dǎo)電相。金屬氫擁有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性以及高密度、高超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度，并且儲(chǔ)存著巨大的能量。有學(xué)者認(rèn)為木星、土星等行星中存在著金屬氫。
化學(xué)性質(zhì)
氫氣的可燃性
氫氣具有可燃性，能在空氣或氧氣中燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色的火焰，燃燒中釋放熱量。氫氣的爆炸極限是4.0%-75.6%（體積濃度），即氫氣在空氣中的體積濃度在該極限之間時(shí)，遇火源就會(huì)爆炸，因此氫氣在點(diǎn)燃前需要驗(yàn)純。
氫氣的還原性
氫氣的還原性較強(qiáng)，常作為還原劑參與化學(xué)反應(yīng)，可以和許多金屬氧化物、鹵化物、鹵素等在加熱、高溫等條件下反應(yīng)。氫氣能夠還原金屬活性在Mn（包括Mn）之后的元素形成的氧化物，而且其還原能力與溫度、氣體流量等條件均有關(guān)系。
氫氣的氧化性
氫氣中的每個(gè)氫原子可以分別獲得一個(gè)電子形成負(fù)氫離子（H?），所以氫氣也具有氧化性。由于氫原子的電負(fù)性比大多數(shù)金屬的電負(fù)性大，可以和堿金屬、堿土金屬（除Mg、Be外）、部分稀土金屬和過(guò)渡金屬相互反應(yīng)，生成金屬的氫化物。
堿金屬和堿土金屬（除Mg、Be外）的氫化物均為離子型化合物，常溫下的離子型化合物均為白色晶體，熔沸點(diǎn)較高，其中的H?離子同樣具有還原性。許多過(guò)渡金屬還可以與氫形成二元化合物。這些金屬氫化物可以作為一種儲(chǔ)氫材料運(yùn)輸氫氣。
電解熔融的金屬氫化物，在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成金屬固體，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫氣，這一現(xiàn)象可證明金屬氫化物中存在H?離子。
氫氣參與的加成反應(yīng)
氫氣可以與不飽和化合物（如含雙鍵、三鍵、醛基化合物）發(fā)生加成反應(yīng)，對(duì)于不飽和數(shù)目較多（n≥2）的化合物時(shí)，在不同的催化條件下可獲得不同產(chǎn)物。
雙氫配合物
雙氫配合物是包含完整氫分子作為配體的配位化合物。自從1984年首次發(fā)現(xiàn)無(wú)解離的雙氫配位以來(lái)，已報(bào)道了數(shù)百個(gè)雙氫配合物，如[IrH?(H?)?(PCy?)?]?、Cr(CO)?(H?)?、RuH?(H?)?(PCy?)?、W(CO)?(PCy?)?(H?)等。雙氫配合物大多數(shù)都是過(guò)渡金屬離子形成配合物。
制備方法
實(shí)驗(yàn)室制氫方法
②金屬與酸的反應(yīng)，常用金屬Zn、Fe與稀鹽酸反應(yīng)。金屬純度越高，反應(yīng)則越慢。若金屬中有含S、P的雜質(zhì)，則會(huì)生成H?S、PH?刺激性有毒氣體。
③金屬（如金屬Al、Zn）與強(qiáng)堿的反應(yīng)。
④金屬氫化物與水的反應(yīng)，氫化物L(fēng)iH、CaH?、NaBH?等與適量的水反應(yīng)可生成氫氣。
⑤實(shí)驗(yàn)室規(guī)模電解水，在直流電作用下，水分解為氫氣和氧氣。
工業(yè)制氫方法
工業(yè)制氫的方法非常多，主要有以下幾種：
電解水法
電解水制氫技術(shù)是通過(guò)電能，將水分解為純氫氣和氧氣，通常情況下，氫氣在陰極析出。電解法可根據(jù)電解質(zhì)的不同，分為堿性溶液電解法和固體聚合物水電解法。堿性溶液電解技術(shù)是利用KOH或NaOH水溶液為電解質(zhì)，這兩種堿性溶液為強(qiáng)電解質(zhì)溶液可增加溶液的電導(dǎo)性，隔膜采用石棉網(wǎng)或者高分子材料。與堿性溶液電解法不同的是，固體聚合物水電解法是以固體聚合物作電解質(zhì)，利用質(zhì)子交換膜作為隔膜，具有高效率、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，減少了強(qiáng)堿溶液的使用與浪費(fèi)。
電極反應(yīng)如下：
陽(yáng)極：
陰極：
總的電極反應(yīng)：
除直接電解水外，電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）也可得到副產(chǎn)品氫氣。
烴類(lèi)轉(zhuǎn)換法
目前，世界上大多數(shù)氫氣通過(guò)天然氣、丙烷、石腦油等這些烴類(lèi)混合物重整制得。在高溫蒸氣或部分氧化工藝工程中，烴類(lèi)化合物在1250-1500 ℃下被分解成H?、CO?、CO。烴類(lèi)蒸汽轉(zhuǎn)換方法是目前工業(yè)方法中最常用的方法，產(chǎn)率高達(dá)70%-90%。不僅如此，天然氣（主要成分為甲烷）還可以在催化劑作用下直接裂解得到氫氣。
烴類(lèi)蒸汽轉(zhuǎn)化法方程式：
烴類(lèi)部分氧化法方程式：
甲烷裂解制備氫氣方程式：
水煤氣法
水煤氣法是先在隔絕空氣的條件下制取焦炭，然后焦炭與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)制得H?。所生成的CO，可以?xún)艋笈c水蒸氣在催化下反應(yīng)，再次得到H?。氣化主要反應(yīng)如下：
生物制氫
生物制氫可以分為生物法制氫和生物質(zhì)氣化制氫兩種方式。
生物法制氫包含光合生物制氫和生物發(fā)酵制氫。光合細(xì)菌和藻類(lèi)可在光照厭氧或好氧黑暗條件下，代謝有機(jī)物過(guò)程中產(chǎn)生H?。腸桿菌屬、梭菌屬、埃希氏腸桿菌屬等菌體可利用厭氧發(fā)酵將碳水化合物轉(zhuǎn)化為H?。
生物質(zhì)氣化制氫是將生物質(zhì)中的各種有機(jī)物溶解成液體，然后在高溫高壓的條件下，使液體氣化，最終得到H?、CO、少量CO?、H?O和烴。在氣化過(guò)程中，可加入催化劑加速過(guò)程。相比于烴類(lèi)轉(zhuǎn)化法，幾乎不會(huì)產(chǎn)生含硫等有害氣體，所造成的空氣污染較小。而且生物質(zhì)灰分含有一定的鉀，可以作為肥料使用。
甲醇轉(zhuǎn)化法
蒸汽轉(zhuǎn)化法
甲醇可以在Cu-Zn-Cr催化劑、轉(zhuǎn)化溫度240-260 ℃、壓力0.8-1.0 MPa的條件下反應(yīng)，原料甲醇幾乎可以完全轉(zhuǎn)化為H?和CO?。
甲醇直接熱裂解
甲醇直接熱裂解是早期的技術(shù)，采用Mo-Ni或Ni-Al催化劑，反應(yīng)溫度400-500 ℃，產(chǎn)品主要為CO和H?。但若要制純氫，粗制的氣體還需通過(guò)一氧化碳變換、脫碳、純化等工藝過(guò)程。
光催化制氫
光催化制氫是利用太陽(yáng)能光能在半導(dǎo)體催化下分解水制得氫氣。半導(dǎo)體光催化劑可以從光譜中吸收光子，激發(fā)電子躍遷產(chǎn)生能量，使吸附在其表面的水發(fā)生裂解。目前大多數(shù)的半導(dǎo)體光催化劑為do、d1o電子構(gòu)型的金屬的氧化物、硫化物、氮化物，如TiO?，是目前研究最廣泛半導(dǎo)體光催化劑，具有廉價(jià)、無(wú)腐蝕性、穩(wěn)定、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
儲(chǔ)存方式
氫氣是一種新型清潔綠色能源，但氫氣在常溫常壓下儲(chǔ)存和運(yùn)輸都較為困難，有泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，因此可以采用高壓氣態(tài)和低溫液態(tài)的方式儲(chǔ)存氫氣。從20世紀(jì)70年代起，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些材料可以可逆吸收和釋放氫氣，這類(lèi)材料被稱(chēng)為儲(chǔ)氫材料，也可以用于儲(chǔ)存氫氣。
高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫
氫氣可以在高壓（一般儲(chǔ)氫壓力為12-15 MPa，有的可高達(dá)20M Pa）裝進(jìn)氣體瓶中，通過(guò)減壓閥控制氫氣的釋放。該方法具有成本低、能耗低、充放氫速度快等優(yōu)點(diǎn)，是如今最常用的儲(chǔ)氫方式，鋼瓶通常都是耐壓厚重，而且由于常在高壓的環(huán)境下，容易造成氫脆，使得鋼瓶?jī)?nèi)部出現(xiàn)裂縫，有泄露氫氣的潛在危險(xiǎn)。現(xiàn)如今，為解決厚重容器的問(wèn)題，已研發(fā)多種新型輕質(zhì)氣瓶：纖維環(huán)向纏繞鋼瓶、金屬內(nèi)膽纖維全纏繞復(fù)合材料氣瓶、全復(fù)合輕質(zhì)纖維纏繞儲(chǔ)氫氫罐等。
低溫液態(tài)儲(chǔ)氫
氫氣在熔點(diǎn)-沸點(diǎn)溫度區(qū)間時(shí)，氫氣會(huì)以液態(tài)的形式存在，因此可以使用液氫儲(chǔ)存。液氫儲(chǔ)存質(zhì)量小、體積小、密度高、純度高，是一種理想的儲(chǔ)氫方式，但是該儲(chǔ)氫技術(shù)的液化過(guò)程耗能大、易揮發(fā)，為了保持低溫、防止液氫揮發(fā)，需要花費(fèi)較大的成本制造儲(chǔ)氫裝置，所以該儲(chǔ)氫技術(shù)目前基本只用于航天航空行業(yè)。
儲(chǔ)氫材料
以上兩種傳統(tǒng)方式雖然具有充放氫速度較快的優(yōu)點(diǎn)，但所需厚重的耐壓容器或耗能較高，而運(yùn)輸過(guò)程中也有氫氣泄露的安全隱患，因此，人們研發(fā)出了一系列性能較好的儲(chǔ)氫材料。
碳納米管
碳納米管又名巴基管，有單層或多層石墨片卷曲360°而成的無(wú)縫、中空納米管，由于碳納米管的尺寸較小，具有較大的比表面，穩(wěn)定性能好，氫可以填充到碳納米管的管體內(nèi)部以及碳納米管束之間的孔隙，因此被認(rèn)為是一種非常有前景的儲(chǔ)氫材料。通過(guò)對(duì)碳納米管的研究發(fā)現(xiàn)，只有使用合適的原料（如CO）得到的碳納米管在常溫常壓下才可以吸附氫氣，而且可以通過(guò)改善其晶體結(jié)構(gòu)或摻雜其他金屬來(lái)提高儲(chǔ)氫能力。
MOFs材料
金屬-有機(jī)配位聚合物（Metal Organic Frameworks，簡(jiǎn)稱(chēng)MOFs）是無(wú)機(jī)金屬中心與多齒狀有機(jī)配體鍵合而成的晶態(tài)材料，具有永久孔隙、高度規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)、孔徑尺寸可調(diào)、表面結(jié)構(gòu)易修飾等優(yōu)點(diǎn)，即使除去客體分子，仍能保持骨架完整，是現(xiàn)階段儲(chǔ)氫的熱點(diǎn)材料之一。此外，MOFs多孔材料可以通過(guò)連接不同的有機(jī)配體調(diào)控孔徑尺寸以提高儲(chǔ)氫能力。由于合成MOFs的影響因素較多，使得不同實(shí)驗(yàn)室合成的MOFs化學(xué)性質(zhì)有差異，這對(duì)MOFs儲(chǔ)氫研究造成一定的局限性。不僅如此，MOFs常用的合成方法溶劑熱、擴(kuò)散法均使用了大量溶劑，合成出的MOFs空隙中充滿(mǎn)客體分子，若后續(xù)處理中對(duì)客體分子去除不完全，則影響其吸氫能力。
金屬氫化物
由于氫的電負(fù)性較強(qiáng)，易與堿金屬、稀土金屬等金屬形成氫化物，可以把氫以這種形式儲(chǔ)存到合金中。LiBH?、LaNi?H?、MgH?、NaAlH?因其熱穩(wěn)定性能好、可逆充放氫、吸振性、可回收性被廣泛用作儲(chǔ)氫材料。在一定溫度和壓力下，把它們放置在氫氣氛中時(shí)，就可吸收大量的氫氣，生成金屬氫化物在加熱條件下又釋放出氫。
應(yīng)用領(lǐng)域
氫能源
氫氣能是一種綠色環(huán)保的能源，具有高能量密度且易儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，發(fā)展氫能技術(shù)對(duì)于構(gòu)建清潔低碳、改善大氣環(huán)境質(zhì)量、推動(dòng)新型能源發(fā)展有重要意義，一些國(guó)家已經(jīng)將氫能列為國(guó)家能源體系中的重要組成部分。氫能可應(yīng)用于燃料電池領(lǐng)域，燃料電池是將氫氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中不排放CO?和NOx，對(duì)大氣不造成污染，是最佳的氫能利用技術(shù)，具有轉(zhuǎn)換效率高、零排放等特點(diǎn)。
氫化劑
氫氣是化工企業(yè)提高輕油收率、改善產(chǎn)品質(zhì)量的原料，成熟的化石能源清潔利用技術(shù)對(duì)氫氣的需求量巨大，其中包括煉油化工過(guò)程中的催化重整、加氫裂化、加氫精制。加氫精制是在高溫高壓催化劑的條件下，往油品中加入氫，使氫與油品中的非烴類(lèi)化合物等雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到精制。其中催化重整過(guò)程也會(huì)生成副產(chǎn)物氫氣，這使得氫源在煉油廠(chǎng)中可循環(huán)利用。不僅如此，煤清潔利用過(guò)程中的煤加氫氣化、煤制油直接液化等工藝過(guò)程中也需要用到氫氣。
合成工業(yè)級(jí)化合物
氫氣可以作為氨、鹽酸、甲醇等多種工業(yè)產(chǎn)品的合成原料。氫氣可以通過(guò)Haber-Bosch法在高溫高壓催化劑的條件下固定氮生成氨，氨是制作植物肥料、硝酸及硝酸鹽重要原料之一。
由于氫氣具有可燃性，與氯氣可發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成氯化氫氣體，溶于水制得鹽酸。
氫氣與一氧化碳可以制備粗甲醇，粗甲醇再經(jīng)過(guò)精餾和化學(xué)處理提純。
醫(yī)療領(lǐng)域
氫是一種尚未在醫(yī)學(xué)廣泛使用的物質(zhì)，但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，它可以應(yīng)用于多種疾病的治療。氫擁有較強(qiáng)穿透性和極強(qiáng)的自由擴(kuò)散能力，可以快速通過(guò)細(xì)胞膜并在體內(nèi)擴(kuò)散。再加上氫較強(qiáng)的還原性，使其具有選擇性地抗氧化、抗炎、抗細(xì)胞凋亡等作用。氫可以通過(guò)吸入、含氫溶液靜脈注射等多種手段應(yīng)用于疾病的治療。
氫氣在癌癥治療中的作用
氫氣不僅可以緩解常規(guī)化療藥物引起的副作用，也可以抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。在化療期間，體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的活性氧（ROS），由于其高反應(yīng)活性，會(huì)攻擊細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等，導(dǎo)致細(xì)胞損傷或凋亡，氫氣可以調(diào)節(jié)某些能消除ROS的抗氧化酶。前期氫氣會(huì)使ROS水平下降，但由于補(bǔ)償效應(yīng)，后期ROS的增加反而會(huì)導(dǎo)致癌細(xì)胞的死亡。加上氫氣的抗炎癥特性，會(huì)緩解化療后的不良反應(yīng)。不僅如此，經(jīng)研究，分子氫能夠抑制胸腺淋巴瘤的生長(zhǎng)速率，含氫鹽水可以促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡，增加普通細(xì)胞存活率。
氫氣對(duì)器官缺血再灌注損傷的保護(hù)作用
缺血再灌注（Ischemia-Reperfusion）損傷是組織或器官在缺血的基礎(chǔ)上，由于血液和氧氣重新供應(yīng)所發(fā)生的不可逆性損傷。2007年，日本科學(xué)家Oshawa等人發(fā)現(xiàn)氫可以通過(guò)選擇性地減少細(xì)胞毒性的羥基自由基（·OH），作為一種治療性抗氧化劑保護(hù)神經(jīng)元，改善腦缺血再灌注損傷。
經(jīng)不斷地研究可知，氫對(duì)心臟、肺、肝、腸和腎的缺血再灌注損傷均有器官保護(hù)功能，因?yàn)闅錃饩哂锌寡趸芰Γ梢詼p少體內(nèi)的自由基或ROS，抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而保護(hù)組織免受損壞。
氫氣在腎病治療中的作用
順鉑是治療癌癥廣泛使用的一種化合物，但順鉑的大量使用可能會(huì)造成腎毒性。然而吸入氫氣或者飲用含氫水，可以對(duì)順鉑有保護(hù)作用，改善由順鉑引起的腎功能不全。富氫鹽水對(duì)II型糖尿病也具有良好的治療效果，不僅可以改善患者的胰島素抵抗、促進(jìn)脂類(lèi)和葡萄糖的代謝，而且可以緩解糖尿病所引起的腎臟炎癥反應(yīng)。
安全事宜
危險(xiǎn)性
氫氣是極端易燃?xì)怏w，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即發(fā)生爆炸。在鉑及其它金屬催化劑上，氫氣和氧氣在常溫下即能發(fā)生爆炸反應(yīng)。與氧化劑、鹵素（氟、氯、溴、碘）、乙炔、氧化氮等化合物接觸后，在一定條件下會(huì)劇烈反應(yīng)，甚至爆炸。所以需要避免在靜電、熱、潮濕的環(huán)境下儲(chǔ)存，不能與強(qiáng)氧化劑、鹵素等物品接觸。
消防相關(guān)
由氫氣引發(fā)的火災(zāi)應(yīng)用水霧、干粉、泡沫或二氧化碳滅火劑滅火。避免使用直流水滅火，直流水可能導(dǎo)致可燃性液體的飛濺，使火勢(shì)擴(kuò)散。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，應(yīng)迅速切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不能熄滅泄漏處的火焰，應(yīng)噴水冷卻燃燒容器和臨近容器，盡可能將容器從火場(chǎng)移至空曠處，防止容器受熱爆炸。
急救措施
當(dāng)吸入少量氫氣時(shí)，應(yīng)立即轉(zhuǎn)移至新鮮空氣處。皮膚和眼睛與液氫接觸凍傷時(shí)，用大量水沖洗，沖洗后立即前往醫(yī)院。當(dāng)不小心誤食時(shí)，立即漱口，禁止催吐，并前往醫(yī)院就醫(yī)。
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
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