鉑的用途是做化學(xué)反應(yīng)的催化劑,這種催化劑通常是鉑黑。19世紀(jì)早期,化學(xué)家開始用鉑粉末對(duì)氫的點(diǎn)燃反應(yīng)進(jìn)行催化。鉑目前應(yīng)用于汽車的催化轉(zhuǎn)換器,使廢氣中低濃度未燃燒的碳?xì)浠衔锬軌蛲耆紵?,產(chǎn)生二氧化碳和水汽。在石油業(yè)中,鉑可以用來催化若干個(gè)不同的反應(yīng),特別是將石腦油催化重整為更高辛烷值的汽油。二氧化鉑(或稱亞當(dāng)斯催化劑)是氫化反應(yīng)的催化劑,特別用于生產(chǎn)植物油。鉑金屬可以很好地催化過氧化氫分解為水和氧氣的反應(yīng)。
其他用途
在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中,鉑金屬絲可用作電極。熱重分析會(huì)用鉑制的盤和支架,因?yàn)樵诟邷叵拢s1000℃)它必須嚴(yán)格地保持化學(xué)惰性。鉑是各種金屬器具的合金添加劑,如金屬細(xì)絲、抗腐蝕實(shí)驗(yàn)容器、醫(yī)療器材、假牙、電觸頭和熱電偶等。鉑鈷合金、鐵鉑合金可以制成強(qiáng)力的磁體,同時(shí)也是硬盤碟片中紀(jì)錄層的主要材料。船只、管道和鋼鐵碼頭都有用到含鉑的陽(yáng)極。
(1)活性。是衡量催化劑效能大小的標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)上通常以單位體積(或重量)催化劑在一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)所得到的產(chǎn)品數(shù)量來表示。
(2)選擇性。是指催化劑作用的專一性,即在一定條件下,某一催化劑只對(duì)某一化學(xué)反應(yīng)起加速作用。選擇性通常以反應(yīng)后所得指望產(chǎn)物的克分子數(shù)與參加反應(yīng)的原料克分子數(shù)之比的百分?jǐn)?shù)表示。
(3)穩(wěn)定性。是指催化劑在使用過程中保持其活性及選擇性不變的能力,通常以使用壽命來表示。催化劑的良好性能不僅取決于活性金屬的固有特性(原子的電子結(jié)構(gòu)等),而且取決于其結(jié)晶構(gòu)造、粒子大小、比表面積、孔結(jié)構(gòu)及分散狀態(tài)等因素。此外,助催化劑及載體對(duì)催化劑的性能也有重要影響。
催化劑失活指催化劑在使用中會(huì)因各種因素而失去活性的現(xiàn)象,貴金屬催化劑的失活原因一般分為中毒、燒結(jié)和熱失活、結(jié)焦和堵塞三大類。
中毒引起的失活
(1)暫時(shí)中毒(可逆中毒): 毒物在活性中心上吸附或化合時(shí),生成的鍵強(qiáng)度相對(duì)較弱可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ǔザ疚?,使催化劑活性恢?fù)而不會(huì)影響催化劑的性質(zhì),這種中毒叫做可逆中毒或暫時(shí)中毒。
(2)中毒(不可逆中毒): 毒物與催化劑活性組份相互作用,形成很強(qiáng)的的化學(xué)鍵,難以用一般的方法將毒物除去以使催化劑活性恢復(fù),這種中毒叫做不可逆中毒或中毒。
(3)選擇性中毒: 催化劑中毒之后可能失去對(duì)某一反應(yīng)的催化能力,但對(duì)別的反應(yīng)仍有催化活性,這種現(xiàn)象稱為選擇中毒。在連串反應(yīng)中,如果毒物僅使導(dǎo)致后繼反應(yīng)的活性位中毒,則可使反應(yīng)停留在中間階段,獲得高產(chǎn)率的中間產(chǎn)物。
結(jié)焦和堵塞引起的失活
催化劑表面上的含碳沉積物稱為結(jié)焦。以有機(jī)物為原料以固體為催化劑的多相催化反應(yīng)過程幾乎都可能發(fā)生結(jié)焦。由于含碳物質(zhì)和/或其它物質(zhì)在催化劑孔中沉積,造成孔徑減小(或孔口縮小),使反應(yīng)物分子不能擴(kuò)散進(jìn)入孔中,這種現(xiàn)象稱為堵塞。通常含碳沉積物可與水蒸氣或氫氣作用經(jīng)氣化除去,所以結(jié)焦失活是個(gè)可逆過程。 3
燒結(jié)和熱失活
催化劑的燒結(jié)和熱失活是指由高溫引起的催化劑結(jié)構(gòu)和性能的變化。高溫除了引起催化劑的燒結(jié)外,還會(huì)引起其它變化,主要包括:化學(xué)組成和相組成的變化,半熔,晶粒長(zhǎng)大,活性組分被載體包埋,活性組分由于生成揮發(fā)性物質(zhì)或可升華的物質(zhì)而流失等。