钯(Palladium),是(shì)第(dì)五(wǔ)周期(qī)Ⅷ族鉑系(xì)元素,元素符号(hào)为(wèi)Pd。單質(zhì)为(wèi)银(yín)白(bái)色(sè),質(zhì)软(ruǎn),有(yǒu)良好(hǎo)的(de)延展(zhǎn)性(xìng)和(hé)可(kě)塑性(xìng)。块(kuài)狀金(jīn)屬钯易吸收(shōu)大(dà)量(liàng)氫气(qì),使體(tǐ)積脹大(dà),變(biàn)脆乃至(zhì)破裂成(chéng)碎片(piàn)。
图(tú)1钯金(jīn)屬
1803年(nián)由(yóu)英國(guó)化(huà)學(xué)家武拉斯顿(dùn)從鉑礦中(zhōng)發(fà)現(xiàn),是(shì)航天、航空(kōng)等高科技領域以(yǐ)及(jí)汽车制造业不(bù)可(kě)缺少(shǎo)的(de)關(guān)鍵材料。
1. 物理(lǐ)性(xìng)質(zhì)
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原子序數: |
46 |
熔點(diǎn): |
1554°C |
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質(zhì)子數: |
46 |
沸點(diǎn): |
2970°C |
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原子量(liàng): |
106.42 |
密度(20°C): |
12.02g/cm3 |
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莫氏硬(yìng)度: |
4.75 |
聲傳速率: |
3070m/s |
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晶體(tǐ)結構: |
面(miàn)心(xīn)立方(fāng) |
化(huà)合价 |
+2、+4 |
2. 化(huà)學(xué)性(xìng)質(zhì)
钯晶體(tǐ)結構为(wèi)面(miàn)心(xīn)立方(fāng)晶胞,每个(gè)晶胞含有(yǒu)4个(gè)金(jīn)屬原子。晶胞參數a=389.07pm、b=389.07pm、c=389.07pm、α=90°、β=90°、γ=90°。電(diàn)子层(céng)排布(bù)2-8-18-18。
钯在(zài)空(kōng)气(qì)中(zhōng)加热(rè)时(shí),當温(wēn)度位(wèi)于(yú)350-790°C,表(biǎo)面(miàn)生(shēng)成(chéng)氧化(huà)层(céng),但高于(yú)此(cǐ)温(wēn)度时(shí),氧化(huà)层(céng)又分(fēn)解(jiě)成(chéng)金(jīn)屬,表(biǎo)面(miàn)恢複金(jīn)屬光(guāng)澤。钯是(shì)鉑族金(jīn)屬中(zhōng)抗腐蝕性(xìng)能(néng)最(zuì)差的(de)金(jīn)屬。硝酸(suān)能(néng)溶解(jiě)钯,尤其(qí)是(shì)當存在(zài)氯化(huà)物絡合物时(shí),如(rú)王水(shuǐ),钯更(gèng)易腐蝕溶解(jiě)。若钯中(zhōng)含有(yǒu)其(qí)他(tā)鉑族元素时(shí),将增強(qiáng)钯的(de)抗蝕性(xìng)。钯容易形成(chéng)配位(wèi)化(huà)合物,如(rú)K2[PdCl4]、K4[Pd(CN)4]、(Na2PdCl4)和(hé)Pd(NH3)4Cl2等。
3. 钯的(de)用(yòng)途
钯主(zhǔ)要應(yìng)用(yòng)于(yú)航空(kōng)航天、化(huà)工、電(diàn)子和(hé)首饰等領域,具體(tǐ)應(yìng)用(yòng)如(rú)下(xià):
(1)屬于(yú)航天、航空(kōng)、航海(hǎi)、兵器和(hé)核能(néng)等高科技領域以(yǐ)及(jí)汽车制造业不(bù)可(kě)缺少(shǎo)的(de)關(guān)鍵材料。
(2)化(huà)學(xué)工程中(zhōng)作(zuò)为(wèi)主(zhǔ)要催化(huà)劑:氧化(huà)钯(PdO)和(hé)氫氧化(huà)钯(Pd(OH)2)作(zuò)为(wèi)钯催化(huà)劑的(de)来(lái)源;氯化(huà)钯、四(sì)硝基钯酸(suān)鈉(Na2Pd(NO3)4)和(hé)其(qí)他(tā)絡盐(yán)用(yòng)于(yú)電(diàn)鍍行业。
(3)钯金(jīn)可(kě)制作(zuò)電(diàn)子及(jí)牙(yá)科醫療器具,可(kě)與(yǔ)钌、銥等形成(chéng)合金(jīn),提(tí)高電(diàn)阻率、硬(yìng)度和(hé)強(qiáng)度,用(yòng)于(yú)制造精密電(diàn)阻等。
(4)钯金(jīn)制成(chéng)的(de)首饰,不(bù)僅具有(yǒu)鉑金(jīn)般自(zì)然天成(chéng)的(de)迷人(rén)光(guāng)彩,而(ér)且(qiě)經(jīng)得住岁月(yuè)的(de)磨砺,曆久如(rú)新(xīn)。
4. 钯資源及(jí)二(èr)次(cì)循环(huán)利用(yòng)
全世界70%的(de)钯主(zhǔ)要分(fēn)布(bù)在(zài)俄羅斯。由(yóu)于(yú)中(zhōng)國(guó)钯的(de)礦产資源匮乏,因(yīn)而(ér)從钯的(de)二(èr)次(cì)資源中(zhōng)回(huí)收(shōu)钯,就(jiù)显得十(shí)分(fēn)重要戰略意(yì)義。含有(yǒu)钯二(èr)次(cì)資源主(zhǔ)要包(bāo)括:汽车廢催化(huà)劑,钯炭廢催化(huà)劑,廢钯電(diàn)鍍液,含钯廢電(diàn)子元器件(jiàn)(集成(chéng)電(diàn)路(lù)闆、接點(diǎn)、觸點(diǎn),廢電(diàn)子漿料)等。
由(yóu)于(yú)钯的(de)二(èr)次(cì)資源種(zhǒng)類(lèi)繁多(duō),需要根(gēn)據(jù)不(bù)同(tóng)的(de)二(èr)次(cì)資源原料特(tè)性(xìng)制定(dìng)合理(lǐ)回(huí)收(shōu)工藝。对于(yú)氧化(huà)鋁(lǚ)载钯廢催化(huà)劑,汽车廢催化(huà)劑等廢催化(huà)劑,一(yī)般采取(qǔ)“選擇性(xìng)溶解(jiě)载體(tǐ)→不(bù)溶渣→溶解(jiě)貴金(jīn)屬→分(fēn)離提(tí)純”的(de)工藝技術(shù)路(lù)線(xiàn)。对于(yú)钯炭廢催化(huà)劑、廢電(diàn)子漿料,采用(yòng)“焙燒→溶解(jiě)貴金(jīn)屬→分(fēn)離提(tí)純”的(de)工藝技術(shù)路(lù)線(xiàn)。对于(yú)廢钯電(diàn)鍍液,采用(yòng)“置換→溶解(jiě)貴金(jīn)屬→分(fēn)離提(tí)純” 的(de)工藝技術(shù)路(lù)線(xiàn)。總(zǒng)之(zhī),任何回(huí)收(shōu)工藝,都必須要有(yǒu)完善的(de)环(huán)保設施,例如(rú)焙燒爐要配备完善的(de)收(shōu)塵(chén)設施,廢气(qì)、廢水(shuǐ)經(jīng)过(guò)處(chù)理(lǐ)达(dá)标(biāo)後(hòu)才能(néng)排放(fàng)。
5. 相關(guān)产品
(1)钯膜
通(tòng)常由(yóu)钯合金(jīn)軋制而(ér)成(chéng),可(kě)制成(chéng)膜片(piàn),簡稱钯膜。膜厚通(tòng)常为(wèi)50~100微米(mǐ)。主(zhǔ)要用(yòng)于(yú)氫气(qì)的(de)純化(huà),其(qí)原理(lǐ)是(shì)溶解(jiě)—擴散(sàn)模式,擴散(sàn)的(de)驅動(dòng)力为(wèi)膜两(liǎng)側氫分(fēn)壓差。
图(tú)2钯膜的(de)氫气(qì)選透機(jī)制
(2)钯管(guǎn)
钯合金(jīn)管(guǎn)俗稱钯管(guǎn),用(yòng)于(yú)氫气(qì)純化(huà)。純钯的(de)機(jī)械性(xìng)能(néng)差、易氫脆,故钯管(guǎn)的(de)材料一(yī)般在(zài)钯中(zhōng)添加适量(liàng)的(de)IB和(hé)VIII族元素,制成(chéng)钯合金(jīn),改善钯的(de)機(jī)械性(xìng)能(néng)。最(zuì)常用(yòng)的(de)钯管(guǎn)材料中(zhōng),银(yín)約占25%,其(qí)他(tā)成(chéng)分(fēn)(如(rú)金(jīn)等)的(de)含量(liàng)<5%。
图(tú)3钯合金(jīn)管(guǎn)
(3)其(qí)它(tā)钯合金(jīn)
钯合金(jīn)是(shì)钯與(yǔ)其(qí)他(tā)元素組成(chéng)的(de)合金(jīn)。Pd-Au合金(jīn),含20%以(yǐ)上(shàng)Au的(de)钯合金(jīn)不(bù)溶于(yú)硝酸(suān),由(yóu)于(yú)熔點(diǎn)高和(hé)耐腐蝕,主(zhǔ)要用(yòng)于(yú)制造化(huà)工器皿。Pd-Ag合金(jīn),含Ag50%以(yǐ)下(xià)钯合金(jīn),其(qí)耐蝕性(xìng)接近于(yú)钯,含50%Ag和(hé)10%Pt(Au)的(de)Pd-Ag合金(jīn)用(yòng)于(yú)制造光(guāng)學(xué)儀器耐蝕零(líng)件(jiàn)和(hé)表(biǎo)殼(ké)。Pd-Ir合金(jīn),由(yóu)于(yú)Ir能(néng)显著提(tí)高Pd的(de)耐蝕性(xìng),主(zhǔ)要用(yòng)作(zuò)電(diàn)接觸點(diǎn)材料。
(4)钯系(xì)化(huà)合物
钯系(xì)化(huà)合物主(zhǔ)要包(bāo)括醋(cù)酸(suān)钯、二(èr)氯四(sì)氨钯、氯化(huà)钯、硝酸(suān)钯等,其(qí)产品标(biāo)準号(hào)分(fēn)别为(wèi)YS/T 929-2013、YS/T 930-2013、GB/T 8185-2004、YS/T 931-2013。醋(cù)酸(suān)钯屬于(yú)典型的(de)在(zài)有(yǒu)機(jī)溶劑中(zhōng)可(kě)溶解(jiě)的(de)钯盐(yán),能(néng)夠廣泛地(dì)用(yòng)于(yú)誘導或催化(huà)各(gè)種(zhǒng)類(lèi)型的(de)有(yǒu)機(jī)合成(chéng)反(fǎn)應(yìng)。二(èr)氯四(sì)氨钯屬于(yú)可(kě)合成(chéng)多(duō)種(zhǒng)钯化(huà)合物的(de)原料,大(dà)量(liàng)用(yòng)来(lái)配制钯鍍槽液。氯化(huà)钯用(yòng)于(yú)制备特(tè)種(zhǒng)催化(huà)劑、分(fēn)子篩,也可(kě)用(yòng)作(zuò)配制非(fēi)導體(tǐ)材料的(de)鍍层(céng)。硝酸(suān)钯用(yòng)作(zuò)分(fēn)析試劑、催化(huà)劑和(hé)氧化(huà)劑,也用(yòng)于(yú)氯和(hé)碘的(de)分(fēn)離,屬于(yú)合成(chéng)多(duō)種(zhǒng)钯化(huà)合物和(hé)催化(huà)劑的(de)原料。