发布时间:2021-03-22 07:53:04 发布人:中煤地质
1.铂金催化作用在两个世纪前就被发现了,但现在科学家依然继续探索这一应用
在19世纪早期,科学家汉弗莱·戴维爵士在研制第一台矿工安全灯时偶然发现了多相催化氧化现象。戴维发现,在点燃的灯芯附近插入一根铂丝,会催化煤气的持续氧化。
这一重要发现是铂金作为工业催化剂的先兆,铂金用于这一生产流程已经有一百多年的历史,至今仍然发挥至关重要的作用:用于硝酸的生产。
硝酸是生产化肥的主要原料,在其生产过程中,氨气与空气发生氧化反应生成一氧化氮。为了获得较高转换效率,生产必须要在一定的压力下,使用铂铑催化剂进行。
今天,铂金催化剂的新应用不断被发现。领先的贵金属企业日本田中贵金属最近获得了日本催化剂制造商协会颁发的一项技术奖,以表彰其参与开发了一种“疏水”铂基催化剂,该催化剂可防止水分积聚,即使在室温下也能保持催化反应。
田中的催化剂是与日本国立量子和辐射科学技术研究院合作开发的,可用于核聚变设施和其他方面的氢和可燃气体的可控氧化反应,而无需加热器和其他设备。它还可以在没有电源的户外环境中或在受灾地区停电时协助反应。由于该催化剂的疏水性,在安全设备中具有潜在的应用前景,可防止爆炸等事故的发生。
在澳大利亚,斯威本大学的研究人员与中国陕西师范大学合作,开发了一种强大的单原子铂金催化剂,可以从海水中产生高性能的、由太阳能触发的氢。这一发明帮助科研人员开发出一种能够漂浮在海洋表面的原型设备,能够从海水中制氢。
在传统的光催化剂中,电子和空穴(没有电子)在太阳辐射下被分离,从而引发水分解为氢和氧。但是分离出的电子和空穴容易发生复合,这大大降低了光催化活性,降低了制氢效率。新发现的单原子铂基催化剂有效地提取了光生电子,从而避免了不必要的复合。
2.汽车催化剂中的铂金
铂金催化剂的重要性一如既往,汽车行业的需求是铂金的最大需求部分,约占铂金年需求的40%。铂金在汽车上的主要用途是用于汽车催化剂或主要用于柴油车的“催化转换器”,这些装置可以减少内燃机汽车的有害排放。
不过,铂金也是汽油车中的有效催化剂,它能够以一比一的比例替代其姊妹金属钯金。过去20年里,钯金一直被广泛用于汽油车的汽车催化剂中,但由于铂金和目前更为昂贵的钯金之间巨大的价格差异,这一趋势正在被逆转。有趣的是,在2000年至2003年也发生了类似的、价格驱动的逆转,导致这期间每年超过100万盎司的铂金取代了汽油车催化剂中的钯金。
如今,铂金在汽车催化剂市场的份额不断增长,作为汽油发动机车辆中钯金的替代品,预计在未来几年内,铂金的年度需求将出现可观的额外增加。
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