貴金屬小知識——鈀

1803年，英國化學家武拉斯頓從鉑礦中又發(fā)現(xiàn)了一個新元素。他將天然鉑礦溶解在王水中，除去酸后，滴加氰化汞（Hg(CN)2）溶液，獲得黃色沉淀。將硫磺、硼砂和這個沉淀物共同加熱，得到光亮的金屬顆粒。他稱它為palladium（鈀），元素符號定為Pd。這一詞來自當時發(fā)現(xiàn)的小行星智神星Pallas，源自希臘神話中司智慧的女神巴拉斯Pallas。

鈀（Palladium），是第五周期Ⅷ族鉑系元素，元素符號Pd。處在現(xiàn)代元素周期表的中心位置。單質鈀為銀白色過渡金屬，質軟，有良好的延展性和可塑性，能鍛造、壓延和拉絲。塊狀金屬鈀能吸收大量氫氣，使體積顯著脹大，變脆乃至破裂成碎片。

據美國地質調查局統(tǒng)計，全球已經探明的鈀儲量約為217噸，主要分布在俄羅斯、南非、加拿大和美國等地，例如南非的Bushveld雜巖體，俄羅斯的Noril’sk礦床和美國的Stillwater礦床。全球鉑族元素儲量九成都來自南非地區(qū)，俄羅斯和加拿大的儲量相對很少，而中國的儲量更是微乎其微。

應用方向

（1）催化劑

A加氫催化劑

催化加氫工藝是現(xiàn)代石油加工的一個重要過程，可以改善產品質量同時減少大氣污染。由于鈀元素獨特的吸收氫氣的能力，使其成為石油添加氫氣的主要催化劑。在適當?shù)臈l件下，鈀能吸收超過自身體積900倍的氫氣。在與氫氣反應的過程中，鈀會膨脹，形成更硬、更強，韌性更弱的金屬或類合金氫化物。由于加熱的鈀管不可作為半透膜滲透其他氣體，只有氫可以在高溫下快速通過鈀，因此鈀元素可以用于氫氣凈化。如今，使用鈀銀合金制成的分散膜，可以得到高純度氫氣，以用于半導體工業(yè)等需要氫氣的地方。

鈀碳催化劑就是一種常用的加氫催化劑，被廣泛用于羰基、烯烴、硝基和亞硝基加氫等領域。

B 汽車尾氣轉換催化劑

目前鈀最重要的用途就是催化汽車尾氣轉換。鄧莎和周鍵（2020）認為現(xiàn)在最主流的應用技術就是共同利用鉑、鈀和銠作為三元催化劑。原理是借助鉑族金屬高的催化活性和穩(wěn)定性，可使尾氣中的CO、HC和NOX轉變成為對人體無害的化合物，以保護環(huán)境。

C醫(yī)學化學催化劑

鈀 (Pd) 催化劑在有機合成C-C鍵和C-N鍵中是必要的并且最有前途的催化劑。C-C鍵的形成是天然生物分子涉及的最基本、最重要的轉化，在構建生物實體的有機分子中發(fā)揮著驚人的作用。因為鈀使用時簡單且高效，反應所需條件也很容易滿足，這些優(yōu)點使其成為催化藥物合成的理想選擇。目前鈀催化交叉偶聯(lián)反應技術已在醫(yī)藥生產和電子工業(yè)等領域得到廣泛應用。

D電催化劑

鈀元素可以與鉑（Pt）共同作為質子交換膜燃料電池（PEMFCs）的主要電催化劑。隨著電動汽車大規(guī)模進入人們的生活中，對燃料電池需求越來越大。是一種環(huán)保的電源，能在沒有燃料燃燒的情況下通過化學反應生成水、電能和熱量。而PEMFCs是用聚合物電解質膜將燃料電池陽極和陰極隔開，具有啟動快、操作溫度低的特點。為了加速緩慢的反應，電極中經常采用Pt基催化劑。但是由于鉑金價格的持續(xù)上漲，使得這類催化劑無法大面積推廣，現(xiàn)在人們致力于研究鉑的替代金屬，鈀就是一種較為理想的解決方法（Stassi et al., 2013）。

（2）耐腐蝕材料

A電鍍材料

工業(yè)原件離不開電鍍，其目的是為了改善材料的外觀，同時賦予材料表面的各種物理化學性能，如耐蝕性、耐磨性、釬焊性以及導電、磁、光學性能等。金鍍層在上世紀就被廣泛應用于電子工業(yè)，隨著電子工業(yè)的發(fā)展需求量越來越大，代金材料就成為了研發(fā)熱點。雖然鈀的價格遠遠高于黃金，但由于其性能如硬度﹑延展性、熱力學穩(wěn)定性等都優(yōu)于硬金，鈀及其合金的電子電鍍和精飾電鍍領域逐漸成為首選。

（3）牙科

由于鈀具有優(yōu)良的延展性和惰性，常用來制作烤瓷牙或直接制作貴金屬牙，具有彈性好、強度高和耐腐蝕的特點。

文章來源：百度百科、 礦物巖石地球化學通報