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氫肼的發現之旅：它的命名背後有何故事？
氫肼（Hydrazine）是一種無機化合物，化學式為N2H4。它是一種無色且易燃的液體，帶有類似氨的氣味。氫肼的危險性極高，除非以溶液形式處理，例如氫肼水合物（N2H4·xH2O）。通常，氫肼用作發泡劑，在準備聚合物泡沫方面發揮重要作用。此外，它還被用作藥品和農藥的前體，以及在航天器推進系統中作為一種長期儲存的推進劑。同時，氫肼在各種火箭燃料中具有應用，並可用來準備用於安全氣囊的氣體前體。
「氫肼的用途遍及於航空航天和化學產業，可能未被廣泛知曉，但它的歷史與發展卻充滿了挑戰和創新。」
命名與歷史
「氫肼」這一名稱由愛米爾·費舍爾（Emil Fischer）於1875年首次提出，他當時試圖製造由單取代氫肼組成的有機化合物。到了1887年，西奧多·庫爾提烏斯（Theodor Curtius）通過用稀硫酸處理有機二氮化物製造了氫肼硫酸鹽，然而儘管多次嘗試，他仍未能獲得純氫肼。直至1895年，荷蘭化學家洛布里·德·布賴恩（Lobry de Bruyn）首次製備出無水氫肼。其命名法則的由來在於前綴「hydr-」表示氫原子的存在，後綴「-az-」來自法語中的氮（azote）一詞。
氫肼的應用
氣體生成和推進劑
氫肼的最大用途是作為發泡劑的前體。特定的化合物，例如叠氮二甲酰胺和叠氮基異丁腈，每克前體可產生100-200毫升氣體。與此應用相關，氫肼也用於生產安全氣囊中的氣體生成劑叠氮化鈉。此外，氫肼被用作太空航行器上長期儲存的推進劑，在「曙光號」任務中，它被用於探測谷神星和穀神星。
農藥和藥品的前體
氫肼還是多種藥品和農藥的前體。這些應用通常涉及將氫肼轉換為雜環化合物，如吡唑類和吡啶類。商業化的生物活性氫肼衍生物包括頭孢氨苷、瑞他普坦、阿那曲唑等，並在農藥中發揮重要作用。
小規模、利基市場及研究
意大利催化劑製造商Acta提出使用氫肼替代氫作為燃料電池的一部分。使用氫肼的主要優點在於，它不需要昂貴的鉑催化劑且能產生超過200 mW/cm²的功率，且相較於氫，氫肼在室溫下為液態，更易於儲存和處理。
「隨著尋找替代氫肼的努力加強，這種化合物的未來或許充滿了變數。」
職業危害
健康影響
接觸氫肼的潛在途徑包括皮膚、眼睛、吸入和攝取。氫肼暴露可能導致皮膚刺激、眼部灼傷、呼吸困難等症狀。接觸過程中，對肝、腎和中樞神經系統的損害有可能發生。氫肼被認定為一種強烈的皮膚過敏原，並可能對氫肼衍生物造成交叉過敏。
職業暴露限值
氫肼的職業暴露限值，包括NIOSH建議的0.03 ppm和OSHA可接受的1 ppm（8小時平均）。在航空航天領域的暴露標準中，特別針對應急情況的暴露上限有其特定指導。
氫肼的合成與製造
氫肼的生產路徑多樣，分為使用氯氧化劑和不使用氯氧化劑的不同方法。最早的過程可追溯至1907年的奧林·拉什吉過程，這一過程中使用次氯酸鈉和氨。不同的氫肼合成方法中，包括過氧化氫的氧化氨過程，都是目前相對廣泛採用的製備路徑。
「氫肼的合成不僅是一場化學的探險，也是工業應用的關鍵一環。」
分享與反思
氫肼自發現以來，無論是其科學背景還是工業應用，都經歷了一段跌宕起伏的歷程。從最初的化學反應到現在的太空探索，氫肼以其獨特的性質，成為多個領域中不可或缺的成分。但隨著科技的進步與環保意識的抬頭，未來氫肼的角色究竟能持續多久呢?
