貴金屬小知識(shí)——鈀

1803年，英國(guó)化學(xué)家武拉斯頓從鉑礦中又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)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(gè)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(hào)定為Pd。這一詞來(lái)自當(dāng)時(shí)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(hào)Pd。處在現(xiàn)代元素周期表的中心位置。單質(zhì)鈀為銀白色過渡金屬，質(zhì)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(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計(jì)，全球已經(jīng)探明的鈀儲(chǔ)量約為217噸，主要分布在俄羅斯、南非、加拿大和美國(guó)等地，例如南非的Bushveld雜巖體，俄羅斯的Noril’sk礦床和美國(guó)的Stillwater礦床。全球鉑族元素儲(chǔ)量九成都來(lái)自南非地區(qū)，俄羅斯和加拿大的儲(chǔ)量相對(duì)很少，而中國(guó)的儲(chǔ)量更是微乎其微。

應(yīng)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(gè)重要過程，可以改善產(chǎn)品質(zhì)量同時(shí)減少大氣污染。由于鈀元素獨(dú)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(dāng)?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(yīng)的過程中，鈀會(huì)膨脹，形成更硬、更強(qiáng)，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(dǎo)體工業(yè)等需要?dú)錃獾牡胤健?/span>

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(lǐng)域。

B 汽車尾氣轉(zhuǎn)換催化劑

目前鈀最重要的用途就是催化汽車尾氣轉(zhuǎn)換。鄧莎和周鍵（2020）認(rèn)為現(xiàn)在最主流的應(yīng)用技術(shù)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(zhuǎn)變成為對(duì)人體無(wú)害的化合物，以保護(hù)環(huán)境。

C醫(yī)學(xué)化學(xué)催化劑

鈀 (Pd) 催化劑在有機(jī)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(zhuǎn)化，在構(gòu)建生物實(shí)體的有機(jī)分子中發(fā)揮著驚人的作用。因?yàn)殁Z使用時(shí)簡(jiǎn)單且高效，反應(yīng)所需條件也很容易滿足，這些優(yōu)點(diǎn)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(yīng)技術(shù)已在醫(yī)藥生產(chǎn)和電子工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

D電催化劑

鈀元素可以與鉑（Pt）共同作為質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）的主要電催化劑。隨著電動(dòng)汽車大規(guī)模進(jìn)入人們的生活中，對(duì)燃料電池需求越來(lái)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(xué)反應(yīng)生成水、電能和熱量。而PEMFCs是用聚合物電解質(zhì)膜將燃料電池陽(yáng)極和陰極隔開，具有啟動(dòng)快、操作溫度低的特點(diǎn)。為了加速緩慢的反應(yīng)，電極中經(jīng)常采用Pt基催化劑。但是由于鉑金價(jià)格的持續(xù)上漲，使得這類催化劑無(wú)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(shí)賦予材料表面的各種物理化學(xué)性能，如耐蝕性、耐磨性、釬焊性以及導(dǎo)電、磁、光學(xué)性能等。金鍍層在上世紀(jì)就被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)，隨著電子工業(yè)的發(fā)展需求量越來(lái)越大，代金材料就成為了研發(fā)熱點(diǎn)。雖然鈀的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于黃金，但由于其性能如硬度﹑延展性、熱力學(xué)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(lǐng)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(lái)制作烤瓷牙或直接制作貴金屬牙，具有彈性好、強(qiáng)度高和耐腐蝕的特點(diǎn)。

文章來(lái)源：百度百科、 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)