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鉑族金屬知識科普—“鈀”

更新時間:2022年02月08日15:16:39 點擊次數:653 關閉
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鈀(Palladium),是第五周期Ⅷ族鉑系元素,元素符號為Pd。單質為銀白色,質軟,有良好的延展性和可塑性。塊狀金屬鈀易吸收大量氫氣,使體積脹大,變脆乃至破裂成碎片。

1鈀金屬

1803年由英國化學家武拉斯頓從鉑礦中發現,是航天、航空等高科技領域以及汽車制造業不可缺少的關鍵材料。

1. 物理性質

原子序數:

46

熔點:

1554°C

質子數:

46

點:

2970°C

原子量:

106.42

密度(20°C

12.02g/cm3

莫氏硬度:

4.75

聲傳速率:

3070m/s

晶體結構:

面心立方

化合價

+2、+4

2. 化學性質

鈀晶體結構為面心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子。晶胞參數a=389.07pm、b=389.07pm、c=389.07pm、α=90°、β=90°、γ=90°。電子層排布2-8-18-18。

鈀在空氣中加熱時,當溫度位于350-790°C,表面生成氧化層,但高于此溫度時,氧化層又分解成金屬,表面恢復金屬光澤。鈀是鉑族金屬中抗腐蝕性能最差的金屬。硝酸能溶解鈀,尤其是當存在氯化物絡合物時,如王水,鈀更易腐蝕溶解。若鈀中含有其他鉑族元素時,將增強鈀的抗蝕性。鈀容易形成配位化合物,如K2[PdCl4]、K4[Pd(CN)4]、(Na2PdCl4)和Pd(NH3)4Cl2等。

3. 鈀的用途

主要應用于航空航天、化工、電子首飾等領域,具體應用如下:

1屬于航天、航空、航海、兵器和核能等高科技領域以及汽車制造業不可缺少的關鍵材料。

2)化學工程中作為主要催化劑氧化鈀PdO)和氫氧化鈀Pd(OH)2)作為鈀催化劑的來源;氯化鈀、四硝基鈀酸鈉(Na2Pd(NO3)4)和其他絡鹽用于電鍍行業。

3鈀金可制作電子及牙科醫療器具,可與、等形成合金,提高電阻率、硬度和強度,用于制造精密電阻等。

4鈀金制成的首飾,不僅具有鉑金般自然天成的迷人光彩,而且經得住歲月的磨礪,歷久如新。

4. 鈀資源及二次循環利用

全世界70%的鈀主要分布在俄羅斯。由于中國鈀的礦產資源匱乏,因而從鈀的二次資源中回收鈀,就顯得十分重要戰略意義。含有鈀二次資源主要包括:汽車廢催化劑,鈀炭廢催化劑,廢鈀電鍍液,含鈀廢電子元器件(集成電路板、接點、觸點,廢電子漿料)等。

由于鈀的二次資源種類繁多,需要根據不同的二次資源原料特性制定合理回收工藝。對于氧化鋁載鈀廢催化劑,汽車廢催化劑等廢催化劑,一般采取“選擇性溶解載體→不溶渣→溶解貴金屬→分離提純”的工藝技術路線。對于鈀炭廢催化劑、廢電子漿料,采用“焙燒→溶解貴金屬→分離提純”的工藝技術路線。對于廢鈀電鍍液,采用“置換→溶解貴金屬→分離提純” 的工藝技術路線??傊?span>,任何回收工藝,都必須要有完善的環保設施,例如焙燒爐要配備完善的收塵設施,廢氣、廢水經過處理達標后才能排放。

5. 相關產品

1)鈀

通常由鈀合金軋制而成,可制成膜片,簡稱鈀膜。膜厚通常為50~100微米。主要用于氫氣的純化,其原理是溶解擴散模式,擴散的驅動力為膜兩側氫分壓差。

2鈀膜的氫氣選透機制

 

2)鈀管

鈀合金管俗稱鈀管,用于氫氣純化。純鈀的機械性能差、易氫脆,故鈀管的材料一般中添加適量的IB和VIII族元素,制成鈀合金,改善鈀的機械性能。最常用的鈀管材料中,銀約占25%,其他成分(如金等)的含量<5%。

3鈀合金管

3其它合金

鈀合金是鈀與其他元素組成的合金。Pd-Au合金,含20%以上Au合金不溶于硝酸,由于熔點高和耐腐蝕,主要用于制造化工器皿。Pd-Ag合金,含Ag50%以下合金,其耐蝕性接近于鈀,含50%Ag10%Pt(Au)Pd-Ag合金用于制造光學儀器耐蝕零件和表殼。Pd-Ir合金,由于Ir能顯著提高Pd的耐蝕性,主要用作電接觸點材料。

4鈀系化合物

鈀系化合物主要包括醋酸鈀、二氯四氨鈀、氯化鈀、硝酸鈀等,其產品標準號分別為YS/T 929-2013、YS/T 930-2013、GB/T 8185-2004、YS/T 931-2013。醋酸鈀屬于典型的在有機溶劑中可溶解的鈀鹽,能夠廣泛地用于誘導或催化各種類型的有機合成反應。二氯四氨鈀屬于可合成多種鈀化合物的原料,大量用來配制鈀鍍槽液。氯化鈀用于制備特種催化劑、分子篩,也可用作配制非導體材料鍍層。硝酸鈀用作分析試劑、催化劑和氧化劑,也用于氯和碘的分離,屬于合成多種鈀化合物和催化劑的原料。

 

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