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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:3761 關閉
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鈀(Palladium),是第(dì)五周期Ⅷ族鉑係元素,元素符號為Pd。單質為銀(yín)白色,質軟,有良好的延展(zhǎn)性(xìng)和可(kě)塑性。塊狀(zhuàng)金(jīn)屬鈀易(yì)吸收大量氫氣,使體積(jī)脹大,變脆乃至破裂成碎片。

1鈀金屬(shǔ)

1803年(nián)由英國化學(xué)家武拉斯頓從鉑礦中發現,是航(háng)天、航空等高科技(jì)領域以(yǐ)及汽車(chē)製造業不可缺少的關鍵材料(liào)。

1. 物理性質

原子序(xù)數:

46

熔點:

1554°C

質子數(shù):

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:

麵心立方

化合價

+2+4

2. 化學性質

鈀晶體結構為(wéi)麵心(xīn)立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子。晶胞參數a=389.07pmb=389.07pmc=389.07pmα=90°、β=90°、γ=90°。電子層排布2-8-18-18

鈀在空氣中加熱時,當溫度位於350-790°C,表麵生成氧化層(céng),但高於此溫度時,氧(yǎng)化層(céng)又分解成金屬,表麵恢複金屬光澤。鈀是鉑族金屬中抗腐蝕性能最差的金屬。硝(xiāo)酸能溶(róng)解鈀,尤其是當存在氯化物絡合物(wù)時(shí),如王水(shuǐ),鈀更易(yì)腐蝕溶解。若鈀中含有其他鉑族元素時,將(jiāng)增強鈀的抗蝕性。鈀容易形成配(pèi)位化(huà)合物,如K2[PdCl4]K4[Pd(CN)4]、(Na2PdCl4)和Pd(NH3)4Cl2等。

3. 鈀的用途

主要應用於航空航天、化工、電子首飾等領域,具體應用如下:

1屬於航天、航空、航海、兵器和核(hé)能等高(gāo)科技領(lǐng)域以及汽車製造(zào)業不可缺少(shǎo)的關鍵材料。

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

3鈀金可製作電(diàn)子及牙科醫療器具,可(kě)與等形成合金,提高電阻率、硬度和強度,用於製造精密(mì)電阻等。

4鈀金製成的首飾,不僅具有鉑金般自然天成的迷人光彩,而且經得住(zhù)歲月(yuè)的磨礪,曆久如新。

4. 鈀資(zī)源(yuán)及二次循環利用

全世界70%的鈀主要分布在俄羅(luó)斯。由於中國(guó)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(bāo)括:汽車廢催(cuī)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(bǎn)、接點、觸點,廢電子漿料)等。

由於(yú)鈀的二(èr)次資源種類(lèi)繁多,需要根據不同的二次資源原料特性製(zhì)定合理回收工藝。對於氧化鋁載鈀廢催化劑,汽車廢(fèi)催化劑等(děng)廢(fèi)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(xiàn)。對(duì)於鈀炭廢催化劑、廢電子漿料,采用“焙燒→溶解貴(guì)金屬→分離提純”的工藝技術(shù)路(lù)線。對於廢鈀電鍍液,采用“置換(huàn)→溶解貴金屬→分離提(tí)純” 的工藝技術路線。總之任何回收工(gōng)藝,都必須要有完善的環保設施,例如焙燒爐要(yào)配備完善的收塵設施,廢氣、廢水經過處理達標後才能排放。

5. 相關產品(pǐn)

1)鈀

通常(cháng)由鈀合金軋製而成,可製成膜片,簡稱鈀膜。膜厚通常為50~100微米。主要(yào)用於氫氣的純化,其原理是溶解(jiě)擴散模式(shì),擴散的驅動力為膜兩側氫分壓差。

2鈀膜的氫氣選透機(jī)製

 

2)鈀管

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

圖(tú)3鈀合金管

3其(qí)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(róng)於(yú)硝酸,由於熔點高和耐腐蝕主要用於製造化工器皿。Pd-Ag合金,含Ag50%以下(xià)合金,其耐(nài)蝕性接(jiē)近於鈀,含50%Ag10%Pt(Au)Pd-Ag合金(jīn)用於製造光學儀器耐蝕零件和表(biǎo)殼。Pd-Ir合金,由於(yú)Ir能顯著提高Pd的耐蝕性,主要用作電接觸點材料

4鈀係化合物

鈀係化合物主要包括醋酸鈀、二氯四氨鈀(bǎ)、氯化鈀、硝酸鈀等(děng)其(qí)產品標(biāo)準號(hào)分別為YS/T 929-2013YS/T 930-2013GB/T 8185-2004YS/T 931-2013醋酸鈀屬於典型的在有機溶劑(jì)中可溶解的鈀鹽,能(néng)夠廣(guǎng)泛地用於誘導或催化各種類(lèi)型的有機合成反應(yīng)。二氯四氨鈀屬於可合成多種鈀化合物的(de)原料,大量用來配製鈀鍍槽液。氯化鈀(bǎ)用於製備特種催化劑、分子篩也可用作配製非導體材料鍍層。硝酸鈀用作分析試劑催化劑和(hé)氧化劑(jì),也用於(yú)氯和(hé)碘的分離屬於合成多種鈀化合物和催化劑的原料

 

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