钯

金屬元素
钯,原子序數46,原子量106.42,是第五周期Ⅷ族鉑系元素的成員,元素名來源于1802年發現的小行星—武女星。1803年英國化學和物理學家沃拉斯頓從粗鉑中分離出新元素钯和铑。钯是航天、航空等高科技領域以及汽車制造業不可缺少的關鍵材料。钯在地殼中的含量約為一億分之一,在鉑系元素中占首位。在自然界中與其它鉑系元素共生,分散于沖積礦床和砂積礦床的各種礦物中。钯有六種穩定同位素:钯102、104、105、106、108、110。
    中文名:钯 英文名:Palladium 符号:Pd 序号:46 CAS号:7440-05-3 族:VIII 周期:5 原子質量:106.4 密度:11.99g/cm^3 外觀:為銀白色金屬 熔點:1554°C℃ 沸點:2970°C℃ EINECS:231-115-6 應用:合金材料、催化劑

簡介

钯為銀白色金屬,熔點1554°C,沸點2970°C。密度12.02克/厘米;質較軟,有良好的延展性和可塑性;金屬钯能吸收大量氫氣。钯比較穩定,能耐酸的侵蝕;高溫時能與氧和酸反應;钯的化合物易加熱分解或還原成金屬钯;钯有形成配位化合物的強烈傾向。

發現

1803年,英國化學家武拉斯頓從鉑礦中又發現了一個新元素。他将天然鉑礦溶解在王水中,除去酸後,滴加氰化汞(Hg(CN)2)溶液,獲得黃色沉澱。将硫磺、硼砂和這個沉澱物共同加熱,得到光亮的金屬顆粒。他稱它為palladium(钯),元素符号定為Pd。這一詞來自當時發現的小行星Pallas,源自希臘神話中司智慧的女神巴拉斯Pallas。武拉斯頓發現钯重要的一步是選用氰化汞。盡管氰化汞溶液中幾乎不含有氰離子(CN-),但是當钯的離子(Pd+)與它相遇時,卻立即生成淡黃色的氰化钯(Pd(CN)2)沉澱,而其他鉑系元素是不會形成這種氰化物沉澱的。钯是稀有金屬,價值連城。

化學性質

元素名稱:钯n元素符号:Pdn元素英文名稱:Palladiumn元素類型:金屬元素n相對原子質量:106.4n氧化态:MainPd+2nOtherPd0,Pd+4n原子序數:46n質子數:46n中子數:62n摩爾質量:106n原子半徑:n所屬周期:5n所屬族數:VIIIn電子層排布:2-8-18-18n晶體結構:晶胞為面心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子。n晶胞參數:na=389.07pmnb=389.07pmnc=389.07pmnα=90°nβ=90°nγ=90°n莫氏硬度:4.75n聲音在其中的傳播速率:(m/S):3070n電離能(kJ/mol)nM-M+805nM+-M2+1875nM2+-M3+3177nM3+-M4+4700nM4+-M5+6300nM5+-M6+8700nM6+-M7+10700nM7+-M8+12700nM8+-M9+15000nM9+-M10+17200n常見化合價:+2,+4n顔色和狀态:銀白色,延展性極強n

物理性質

钯是銀白色過渡金屬,較軟,有良好的延展性和可塑性,能鍛造、壓延和拉絲。塊狀金屬钯能吸收大量氫氣,使體積顯著脹大,變脆乃至破裂成碎片。

常溫下,1體積海綿钯可吸收900體積氫氣,1體積膠體钯可吸收1200體積氫氣。加熱到40~50℃,吸收的氫氣即大部釋出,廣泛地用作氣體反應,特别是氫化或脫氫催化劑,還可制作電阻線、鐘表用合金等。

比熱:244J

密度:12.02g/cm3(20℃)

熔點:1552C

沸點:2940C

莫氏硬度:4.75

聲音在其中的傳播速率:3070m/S

元素含量:在太陽中的含量:0.003ppm、太平洋表面:0.000000019ppm、地殼中含量:0.0006ppm

主要來源

可由鉑金屬的自然合金分出。钯在地球上的儲量稀少,采掘冶煉較為困難,屬稀貴金屬系列金、銀、鉑、钯、钌、銥的範疇。钯在地殼中的含量為1×10-6%,常與其他鉑系元素一起分散在沖積礦床和砂積礦床的多種礦物(如原鉑礦、硫化鎳銅礦、鎳黃鐵礦等)中。獨立礦物有六方钯礦、钯鉑礦引、一鉛四钯礦、銻钯礦、铋鉛钯礦、錫钯礦等,還以遊離狀态形成自然钯。

钯的熔點是鉑族金屬中最低的。

主要用途

钯是航天、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,也是國際貴金屬投資市場上的不容忽略的投資品種。

氯化钯還用于電鍍;氯化钯及其有關的氯化物用于循環精煉并作為熱分解法制造純海綿钯的來源。一氧化钯(PdO)和氫氧化钯[Pd(OH)2]可作钯催化劑的來源。四硝基钯酸鈉[Na2Pd(NO3)4]和其它絡鹽用作電鍍液的主要成分。

钯在化學中主要做催化劑;钯與钌、銥、銀、金、銅等熔成合金,可提高钯的電阻率、硬度和強度,用于制造精密電阻、珠寶飾物等。而最常見和最有市場價值钯金首飾的合金是钯金。

钯金

钯在化學中主要做催化劑;钯與钌、銥、銀、金、銅等熔成合金,可提高钯的電阻率、硬度和強度,用于制造精密電阻、珠寶飾物等。而最常見和最有市場價值的合金是钯金.是鉑系金屬之一。鉑系金屬包括钌、铑、钯、鉑等。他們多數都比黃金貴,是金屬中典型的“貴族之家”。n钯金,鉑族的一員,元素符号Pd,外觀與鉑金相似,呈銀白色金屬光澤,色澤鮮明。比重12,輕于鉑金,延展性強。熔點為1555℃,硬度4-4.5,比鉑金稍硬。化學性質較穩定,不溶于有機酸、冷硫酸或鹽酸,但溶于硝酸和王水,常态下不易氧化和失去光澤。n钯金具有極佳的物理與化學性能,耐高溫、耐腐蝕、耐磨損和具有極強的伸展性,在純度、稀有度及耐久度上,都可與鉑金互相替代,無論單獨制作首飾還是鑲嵌寶石,堪稱最理想的材質。钯金為什麼是首飾中最有魅力的金屬-珍貴、純淨、永恒!钯金是世界上最稀有的貴金屬之一,地殼中的含量約為一億分之一,比黃金要稀少很多。世界上隻有俄羅斯和南非等少數國家出産,每年總産量不到黃金的5‰。比鉑金還稀有。钯金異常堅韌,钯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砺,曆久如新。钯金幾乎沒有雜質,純度極高,閃耀着潔白的光芒。钯金的純度還十分适合肌膚,不會造成皮膚過敏。n

钯金和鉑金、白金、K白金的區别

白色金(White gold):又稱K白金,它是一種合金,是将黃金與其他白色金屬熔合以後制成的。它的代号WG(White Gold),也就是白色金的意思。白色K金首飾常用“18K白金”或“14K白金”等表示。

鉑金(Platnum):符号Pt,銀灰白色,比重21.35,熔點1769℃,摩氏硬度4-4.5度,化學性質穩定,除王水外不受酸堿腐蝕。純鉑比較柔軟,加入钌、铑、钯等金屬會增加其硬度。

鉑合金:指鉑與其它金屬的合金,如與钯、铑、钇、钌、钴、銅等。盡管純鉑硬度比黃金高,但作為鑲嵌之用尚且不足,必需與其它金屬合金,方能用來制作首飾。國際上鉑金首飾的标記是Pt,Plat或Platinum字樣,并以純度之千分數字代表之,如Pt900表示純度是900‰。常用鉑金首飾标記有Pt1000,Pt950,Pt900,Pt850。

钯金(Palladium):鉑族的一員,銀白色,符号Pd,輕于鉑,延展性強,比鉑稍硬,不溶于有機酸、冷硫酸或鹽酸,但溶于硝酸和王水。常态下不易氧化和失去光澤。首飾界拿來單獨使用,或作為金、銀、鉑合金的組成成分,來增加其硬度。市場上常見金、钯、的K金和鉑、钯的合金。

钯金的選購指南:國際上钯金首飾品德戳記是“Pd”或“palladium”字樣,并以純度千分數字代表之,如Pd900表示純度是900‰,钯金飾品的規格标識有Pd1000,pd950,Pd900,Pd850。

钯膜

钯膜:钯合金可制成膜片(稱钯膜)。钯膜的厚度通常為0.1mm左右。主要于氫氣與雜質的分離。钯膜純化氫的原理是,在300—500℃下,把待純化的氫通入钯膜的一側時,氫被吸附在钯膜壁上,由于钯的4d電子層缺少兩個電子,它能與氫生成不穩定的化學鍵(钯與氫的這種反應是可逆的),在钯的作用下,氫被電離為質子其半徑為1.5×1015m,而钯的晶格常數為3.88×10-10m(20℃時),故可通過钯膜,在钯的作用下質子又與電子結合并重新形成氫分子,從钯膜的另一側逸出。在钯膜表面,未被離解的氣體是不能透過的,故可利用钯膜獲得高純氫。雖然钯對氫有獨特的透過性能,但純钯的機械性能差,高溫時易氧化,再結晶溫度低,易使钯管變形和脆化,故不能用純钯作透過膜。在钯中添加适量的IB族和Ⅷ族元素,制成钯合金,可改善钯的機械性能。

目前應用的钯合金中,銀約占20—30%,其他成分(如金等)的含量<5%。氫透過钯合金的速率與溫度、膜的厚度及滲透摸兩側的原料氫和純氫的壓力差(△P)有關。升高溫度,增大△P及減小膜的厚度,會使透氫速率增加。但溫度升高,将使滲透膜的抗拉強度降低。因此,钯管的使用溫度通常控制在450℃左右。某些雜質可導緻钯中毒,使透氣性能變壞,甚至可使膜遭到破壞。能引起钯中毒的物質有:汞、砷化物、鹵化物、油蒸氣、含硫和含氨物質以及粉塵等。

钯合金

钯合金是以钯為基加入其他元素組成的合金。钯合金的重要性質是對氫有選擇透過性。氫經钯合金淨化後,純度可達9個9以上1。

海綿钯

産品英文名Palladium,sponge

分子式Pd

産品用途:電氣儀表,化學工業及制造精密合金等工業用。

CAS号:7440-05-3

包裝儲運:産品裝于帶有塑料密封蓋的玻璃(或聚乙烯塑料)瓶中,每瓶淨重100g。将瓶置于木箱内,四周用軟物塞緊,防止運輸過程竄動。應貯存放在幹燥、清潔的庫房内。運輸過程中要防雨淋和防劇烈震動。裝卸時要輕拿輕放,防止包裝瓶破裂。

物化性質:為銀白色金屬(面心立方結晶)。熔點1554℃。沸點2970℃。相對密度12.02(20℃)。溶于王水、熱硝酸、硫酸,微溶于鹽酸,不溶于冷水和熱水。

質量标準:國家标準GB 1420-78

钯合金管

用于氫氣與雜質的分離。钯管純化氫的原理是,在300—500℃下,把待純化的氫通入钯管的一側時,氫被吸附在钯管壁上,由于钯的4d電子層缺少兩個電子,它能與氫生成不穩定的化學鍵(钯與氫的這種反應是可逆的),在钯的作用下,氫被電離為質子其半徑為1.5×1015m,而钯的晶格常數為3.88×10-10m(20℃時),故可通過钯管,在钯的作用下質子又與電子結合并重新形成氫分子,從钯管的另一側逸出。在钯管表面,未被離解的氣體是不能透過的,故可利用钯管獲得高純氫。雖然钯對氫有獨特的透過性能,但純钯的機械性能差,高溫時易氧化,再結晶溫度低,易使钯管變形和脆化,故不能用純钯作透過膜。在钯中添加适量的IB族和Ⅷ族元素,制成钯合金,可改善钯的機械性能。

目前應用的钯合金中,銀約占20—30%,其他成分(如金等)的含量<5%。氫透過钯合金的速率與溫度、膜的厚度及滲透摸兩側的原料氫和純氫的壓力差(△P)有關。升高溫度,增大△P及減小膜的厚度,會使透氫速率增加。但溫度升高,将使滲透膜的抗拉強度降低。因此,钯管的使用溫度通常控制在450℃左右。某些雜質可導緻钯中毒,使透氣性能變壞,甚至可使膜遭到破壞。能引起钯中毒的物質有:汞、砷化物、鹵化物、油蒸氣、含硫和含氨物質以及粉塵等。钯合金可制成管狀(稱為钯管)或膜片(稱钯膜)。

生産方法

工業生産可從礦石用幹法制造;亦可以銅、鎳的硫化礦制取銅、鎳的生産過程中生成的副産物作為原料,用濕法冶煉制得。濕法把已提取鎳、銅後的殘留組分作為原料,加入王水進行抽提,過濾,向濾液中加入氨和鹽酸進行反應,生成氯钯酸铵沉澱。經精煉,過濾,把氯钯酸铵用氫氣還原,制得約99.95%钯成品。

钯的價值

進入2020年以來,稀有金屬钯交易價格增長超過25%,而且市場預期其價格将繼續上漲,令這種銀白色金屬身價超過黃金。據英國廣播公司20日報道,钯的市場交易價格達到每盎司2500美元左右,相比去年同期增長近一倍。钯是與鉑金、钌、铑、锇和銥等金屬同族的稀有金屬,主要出産于俄羅斯和南非。大部分钯是開采鉑金和鎳的副産品,因此産量有限。钯是汽車排氣系統機外淨化裝置催化轉換器的關鍵成分。這種裝置常見于汽油車和混合動力汽車,能夠将一氧化碳和二氧化氮等有毒氣體轉化為危害較輕的氮、二氧化碳和水蒸氣等物質。八成商業用途钯用于催化轉換器生産,其餘钯為電子工業、牙醫或首飾制造所用。供不應求導緻钯的成交價居高不下。2019年是連續第八個年頭钯的供給低于市場需求。最新發布消息顯示,南非去年11月鉑系金屬産量較一年前水平下跌13.5%,令全球钯供給進一步緊缺。全球40%钯産自南非。另一方面,随着環保意識加強,越來越多國家汽車産業提高汽車排放标準,對钯的需求有增無減,推動钯的交易價格上升。随着钯價格持續走高,全球偷竊催化轉換器的案件數量增加。倫敦警方報告,2019年上半年相關盜竊案比2018年全年多70%。

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